Marine svamper representerer en fascinerende filum av marine virvelløse dyr
Oct 13, 2022
Vær så snill og kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mer informasjon
Abstrakt:I de siste tiårene ble det marine miljøet oppdaget som et enormt reservoar av nye bioaktive forbindelser, nyttige for medisinske behandlinger som forbedrer menneskers helse og velvære. Blant flere marine organismer som viser bioteknologisk potensial, ble svamper fremhevet som en av de mest interessante phylaene i henhold til en bred litteratur som beskriver nye molekyler hvert år. Ikke overraskende ble de første marine legemidlene brukt til medisinske formål isolert fra en marin svamp og brukes nå som anti-kreft og antivirale midler. I de fleste tilfeller rapporterte eksperimentelle bevis at svært ofte assosierte og/eller symbiotiske samfunn produserte disse bioaktive forbindelsene til gjensidig nytte. I dag er skjønnhetsbehandlinger formulert ved å dra nytte av de fordelaktige egenskapene som utøves av nye marine forbindelser. Faktisk ble flere biologiske aktiviteter egnet for kosmetiske behandlinger registrert, for eksempel antioksidanter, anti-aldring, hudbleking og emulgerende aktiviteter, blant andre. Her har vi samlet og diskutert flere vitenskapelige bidrag som rapporterer det kosmetiske potensialet til marine svampsymbiioner, som utelukkende var representert av sopp og bakterier. Bioaktive forbindelser spesifikt angitt som produkter av svampmetabolismen ble også inkludert. Opprinnelsen til svampmetabolitter er imidlertid tvilsom, og rollen til den assosierte biotaen kan ikke utelukkes, med tanke på at isolering av symbionter representerer en vanskelig utfordring på grunn av deres ukultiverbare egenskaper.
Nøkkelord:svamper; bakterie; sopp; anti-oksidant; anti-aldring; bleking av huden; anti-mikrobielle; foto-beskyttelse
1. Introduksjon
Marine svamper representerer en fascinerende filum av marine virvelløse dyr, som er vert for et bredt symbiotisk samfunn sammen med en enorm produksjon av sekundære metabolitter [1-7]. Den svampassosierte biotaen kan samle en bred gruppe fylogenetiske avstamninger, inkludert arkea, bakterier og sopp [8,9]. Forholdet mellom svamper og deres mutualistiske symbionter er komplekse, og produksjonen av bioaktive sekundære metabolitter kan ha en mulig forsvarsrolle eller være involvert i konkurransen om plass i bunnhabitater [10,11]. I det hele tatt ble svampsymbionter anerkjent for å være ansvarlige for vertsmetabolisme og vekst, kjemisk forsvar og tilpasning til biotiske og abiotiske stressfaktorer[2,12-14].
Oppdagelsen av marine bioaktive metabolitter som potensielle medikamenter for farmasøytisk, nutrasøytisk og kosmetisk industri førte til flere forskningsprosjekter basert på identifisering av nye kjemiske grupper med innovative biologiske funksjoner[15].hva er cistancheNylig har det kosmetiske feltet vokst raskt, siden forbrukere har gitt større oppmerksomhet til kremer og lotioner som inneholder naturlige forbindelser med farmakologiske egenskaper [16]. Cosmeceuticals er aktuelle produkter som inneholder noen bioaktive ingredienser som etterligner medikamentlignende fordeler ved å forbedre hudens helserelaterte funksjon [16,17]. På global skala går den kosmetiske industrien gradvis over til naturlige forbindelser for deres biokompatible, trygge og miljøvennlige egenskaper [18]. Suksessen til kosmetiske produksjoner avhenger først og fremst av sikkerhet; lave kostnader; og evnen til å opprettholde den aktive ingrediensen, levere den i en biologisk aktiv form, og utøve en biologisk effekt gjennom kjente mekanismer[19]. For å overvinne disse sistnevnte problemene, spesielt relatert til uegnede kjemiske egenskaper, ble noen innkapslings- og nanoformuleringsmetoder utviklet for å i stor grad forbedre medikamentlevering og effektivitet [20-25].
Til tross for at kosmetikk historisk har blitt hentet fra landplanter[26-28], ble flere av dem oppdaget i marine miljøer de siste tiårene. Faktisk representerer havet en rik kilde av bioaktive ingredienser, som vitaminer, mineraler, aminosyrer, proteiner, lipider, polysakkarider, terpenoider, polyfenoler, pigmenter og enzymer, som finner flere anvendelser i det kosmetiske feltet [29]. Marine kosmetikk viste et bredt spekter av gunstige aktiviteter, som antioksidanter, anti-UV, anti-aldring, anti-tyrosinase (hudbleking), antimikrobielle, sårhelende og emulgerende egenskaper (figur 1)[{{8} }].
Cistanche kan anti-aldring
Nylig har mye oppmerksomhet blitt rettet mot marine antioksidanter, inkludert cyklosporin og mycosporin-lignende aminosyrer (MAA), karotenoider og andre forbindelser som har flere roller innenfor det kosmetiske feltet [4,45]. Noen eksempler er pigmenter (f.eks. karotenoider), ekstremt rikelig i det marine miljøet siden de produseres av alle autotrofe organismer (f.eks. bakterier, arkea, alger og sopp). Karotenoider inkluderer karotener (f.eks. lykopen og -og -karoten) og xantofyller (f.eks. astaxanthin, fucoxanthin og lutein), som viste antioksidantaktiviteter[46] som beskytter huden mot reaktive oksygenarter (ROS) som normalt frigjøres innenfor celler etter den naturlige oksidasjonen indusert av UV-stråling og aldring av huden[42]. Siden syntetiske forbindelserkan ha toksiske effekter på menneskers helse og velvære[47], naturlige antioksidanter ble undersøkt for deres potensielle bruk i kosmetikk[49]. Antimikrobielle og begroingshindrende midler som beskytter mot hudsykdomsrelaterte patogener, som Staphylococcus epidermis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginous og Candida albicans, ble også beskrevet fra ulike kilder og ansett som nyttige verktøy for formulering av kosmetiske produkter og dermatologiske produkter. behandlinger [39,50-54].Anti aldring cistancheDessuten fant bioaktive forbindelser med anti-tyrosinase-aktivitet flere anvendelser i kosmetikkindustrien, siden tyrosinase representerer et nøkkelenzym involvert i melaninbiosyntesen, og blokkeringen av dens enzymatiske aktivitet kan brukes til hudblekingsbehandlinger, hvis utplassering er ekstremt populær i enkelte land [55]. Overflateaktive midler og emulgatorer, med både hydrofile og hydrofobe grupper, kan også brukes i det kosmetiske feltet [56,57]. Flere protein-polysakkaridkomplekser, glykolipider og lipopeptider isolert fra marine mikroorganismer ble studert for produksjon av biooverflateaktive midler og emulgatorer [58]. For eksempel ble kitosan, på grunn av sin høye vannbindende kapasitet, foreslått som en hudfuktighetskrem og leveringsmiddel i kosmetiske preparater av antialdringsprodukter [59].
Anerkjente produsenter av marine kosmetikk er cyanobakterier, sammen med mikro- og makroalger [24,60-63], med flere forbindelser under kliniske studier eller allerede godkjent for markedet [64,65]. Som nevnt før, produserer svampassosiert mikrobiota en mengde bioaktive forbindelser med gunstige egenskaper for menneskers helse [6]. Til tross for den store bioteknologiske relevansen, så langt, har bare noen få studier gjennomgått de potensielle anvendelsene av svamp symbiont-metabolitter i det kosmetiske feltet med fokus på spesifikke svamparter[66] eller gruppering av flere taxaer av marine organismer [29].
I denne gjennomgangen analyserte vi en samling av vitenskapelig litteratur om svamp symbiont-relaterte forbindelser som viser interessante biologiske aktiviteter i det kosmetiske feltet. Spesielt fokuserte vi på bakterier og sopp, som er ekstremt rikelig i svamp-assosierte samfunn. Dessuten vurderte vi også svampmetabolitter, hvis biologiske aktiviteter ble funnet ekstremt egnet for kosmetiske formuleringer.
2. Svampe-symbionter i kosmetisk felt
2.1.Bakterier
En rekke bioaktive forbindelser beskrevet fra marine bakterier som polyketider, alkaloider, peptider, proteiner, lipider, cyklosporin og MAAs, glykosider, isoprenoider og hybrider, viste overraskende aktiviteter, som fotobeskyttende, antialdring, antimikrobiell, anti -oksidant og fuktighetsgivende aktiviteter[58,67]. Den interessante evnen til å produsere noen UV-absorberende forbindelser, inkludert scytoneminer (eksklusivt cyanobacte-ria), mycosporiner, karotenoider og melanin, ble forklart gjennom mulige evolusjonære mekanismer utviklet for å beskytte svamper mot de skadelige effektene av UV-stråling [68,69].
Som rapportert i introduksjonsdelen, viste karotenoider, slik som -karoten og lykopen, en fotobeskyttende aktivitet, og avslørte dermed flere bruksområder innen kosmetiske områder [70]. Dharmaraj og medforfattere [71] undersøkte karotenoidekstraktet av en Streptomyces-stamme (AQBWWS1) assosiert med svampen Callyspongia diffusa samlet fra vestkysten av Kerala (India). Dens kjemiske profil avslørte tilstedeværelsen av lykopen, foreslått som en potensiell ingrediens for fremstilling av kosmetiske produkter[71].
En ny diapolykopendisyre-xylosylester A, ekstrahert fra den marine svampavledede bakterien Rubritalea squalenifaciens sp. november, avslørte en potent antioksidantaktivitet i en 'O2-undertrykkelsesmodell med halv maksimal hemmende konsentrasjon (IC50) på 4,1 ug/ml 【72】.cistanche benefíciosAlkaloidet Diazepinomicin ble også isolert fra stammen Mi-cromonospora sp. RV115 er assosiert med svampen Aplysina aerophoba samlet fra Middelhavet. Dette molekylet var i stand til å beskytte de humane nyrene (HK-2) og humane promyelocytiske (HL-60) cellelinjer fra toksisitet og genomisk skade indusert av H2O2[73]. Metabolittene isolert fra Virgibacillus sp. assosiert med svampen C. diffusa (Gulf of Mannar) viste 1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl (DPH) radikalfjernende aktivitet med ICso på 857,49 ug/mL. I tillegg ble det påvist en klar hydroksyl- og superoksid-frie radikalfjernende aktivitet (henholdsvis ICso =471.07 ug/mL og 1353.28 ug/mL), sannsynligvis korrelert med tilstedeværelsen av bioaktive forbindelser som alkaloider, terpenoider, reduserende sukker og antrakinoner, påvist ved kjemiske analyser[74]. I lignende arbeider, to stammer av Vibrio (P1Ma8 og P1Ma5) og flere Bacillus sp. isolert fra svampene Phorbas tenacious og Tedania anhelans, henholdsvis, viste forbedret frie radikaler-fjernende aktivitet evaluert ved DPPH-analyse [75,76]. Antioksidantegenskapene til en bioaktiv forbindelse (Pyrrolo[1,2-alpyrazin-1,4-dion, heksahydro-C-HnoN2O2) ekstrahert fra en svamp-avledet Bacillus sp. (Lakshadweep-øygruppen i India) ble også studert ved bruk av DPPH-analyse, nitrogenoksid (NO) og hydrogenperoksid (H2O2) rensende aktivitet, og total reduserende kraft. Den aktive forbindelsen var i stand til å rense H2O2 på en doseavhengig måte. Dessuten var ICso for NO- og DPPH-hemming 41,70 ug/mL og 15,025 ug/mL, henholdsvis 【77】.
Bioaktivitetsscreening av hundre bakterielle bionter isolert fra flere indiske svamper førte til isolering av GUVFCFM{{0}}-stammen, identifisert som Chromohalobacter israe-lensis. Spesielt viste metanolekstraktet en betydelig prosentandel av DPPH (67,83 prosent) og superoksid (65,87 prosent) rensende aktiviteter [78]. DPPH-tester og kvantifisering av totalt fenolinnhold (TPC) ble også brukt for å evaluere antioksidantaktiviteten til Pseudomonas sp. ekstrakt knyttet til den marine svampen Hyrtios aff. ereksjoner fra Rødehavet. Spesielt viste DPPH-analyse en 100 prosent av hemming ved alle testede mengder (50,25,12,5 og 6,25mg)[79].Vijayan et al.[80]demonstrerte dessuten at bakterier assosiert med mørkpigmenterte svamper (Haliclona) pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis og C. diffusa) samlet fra Mannarbukta i Indiahavet produserte ikke-cytotoksisk melanin, med antioksidant- og fotobeskyttende aktiviteter. Blant bakteriestammer som viser høy produksjon av melanin, beskyttet Vibrio alginolyticus, isolert fra Hali clona pigmentifera, Sigmadocia pumila og S. officinalis, musefibroblastceller (L929) mot UV-indusert intracellulært reaktivt oksygenstress (IC50 =9.0 /ml) og utøvde ingen cytotoksisitet på L929-celler og artemia [80]. Svamp-avledede stammer hentet fra indonesiske farvann, HAL-08, HAL-13 og HAL-74(Haliclona sp.) samt PTR-21(Petrosia sp.), var evaluert ved å bruke DPPH og ABTS (2,2'-azinobis3-etylbenzotiazolin-6-sulfonat)-metodene. Blant isolatene som ble testet, ble den høyeste antioksidantaktiviteten avslørt av råekstraktet av HAL-08 med ICso-verdier på 17,10 og 59,39 ug/mL for henholdsvis DPPH- og ABTS-radikaler. I tillegg så PTR-21 ut til å være det mest potente antialdringsmiddelet som ble testet på levedyktigheten til Schizosaccharomyces pombe [81]. Antioksidantaktiviteten til bakteriene PTR-08,PTR-40,PTR-41 og PTR-47, identifisert som Pseudomonas sp, ble også evaluert. PTR-08-ekstrakt viste de høyeste antioksidantegenskapene med ICsn-verdier på 9,25 og 235,53 ug/mL for henholdsvis DPPH- og ABTS-radikaler. Interessant nok modulerte PTR-08 gjærlevetiden til Schizosaccharomyces pombe som fremmer antioksidantforsvarsmekanismene korrelert med intracellulært oksidativt stress[82]. De samme forfatterne undersøkte ekstraktet av en annen indonesisk bakterie (Pseudoalteromonas flavipulchra, kalt STILL-33) assosiert med svampen Stylotella sp.Cistanche Extract Anti RadiationSTILL-33, som viste en høy DPPH- og ABTS-nedbrytende aktivitet med ICso-verdier på 7,80 ug/mL (DPPH) og 31,50 ug/mL (ABTS)[83].
Noen arbeider, sammen med antioksidantevnene, evaluerte den vekstinhiberende aktiviteten til spesifikke patogener som vanligvis er involvert i hudinfeksjoner. For eksempel, en klorert kinolon, Ageloline A, isolert fra Streptomyces sp. SBT345, en bakteriell symbiont av middelhavssvampen Agelas oroides, ble undersøkt for dens radikale rensende og antimikrobielle egenskaper. Denne forbindelsen viste antioksidantpotensial på en human leukemicellelinje (HL-60) og var videre i stand til å redusere oksidativt stress og genomisk skade indusert av 4-nitrokinolin-1-oksid (NQO). Dessuten hemmet Ageloline A veksten av Chlamydia trachomatis på en doseavhengig måte med en ICsn-verdi på 2,14 ug/ml [84]. Antimikrobielle aktiviteter mot E. coli MTCC-1687, P. aeruginosa MTCC-1688, B.subtilis MICC-441 og S.aureus MICC-737 ble også observert fra en GSA10 stamme assosiert med svampen Halichondria glabrata (vestkysten av Mumbai, India). I tillegg ble antioksidantegenskaper påvist ved bruk av DPPH-rensing og Total Radical-trapping Anti-oxidant Parameter(TRAP)-analyse. Spesielt, gjennom TRAP-analyse, fungerte GSA10 som peroksylfjernere, og prosentandelen av hemming var proporsjonal med GSA10-konsentrasjonene [85]. I et nylig arbeid viste det rå metanoliske ekstraktet og fraksjonene av Bacillus 2011SOCCUF3-stammen isolert fra svampen S. officinalis (Cortiou og Riou, Frankrike) antioksidant- og anti-nikrobielle aktiviteter. Spesielt viste DPPH-analysen en doseavhengig renseaktivitet, med en prosentvis hemming på 38.9-49.1 prosent (10-50 mg/ml), og agarbrønndiffusjonsmetoden viste en høy hemmende effekt mot C.albicans i et konsentrasjonsområde på 2.5-20mg/mL[86].
Antialdrings- og hudblekende egenskaper fra råekstraktene av bakterielle symbionter fra Scopalina hapalia (sørøstkysten av Mayotte) ble evaluert på flere mål, inkludert elastase, tyrosinase, katalase, sirtuin 1 (Sirt1), syklinavhengig kinase 7 (CDK7), fynkinase og proteasom [66]. Spesielt isolatet SH-82(Micromonospora fluostatini) viste tilstrekkelig hemming av elastaseaktivitet, mens SH-89 utøvde signifikante anti-melanogene egenskaper ved tyrosinaseinhibering (58,33 prosent). De mest potente aktivatorene av Sirtl-aktivitet ble vist av SH-82 og SH-100 (Bacillus licheniformis)-ekstrakter. Dessuten viste fire Bacillus-stammer og tre ekstrakter av Salinispora arenicola betydelige antioksidant- og CDK7-hemmende aktiviteter, henholdsvis. Overraskende resultater ble rapportert fra S.cistanche herbaarenicola (SH{{0}}EA-SM) og B.licheniformis (SH-04-EA-SM),hemmer Fyn-aktivitet ved de tre testede konsentrasjonene (0.{{ 8}}33,0.0033 og 0.00033 ug/mL). I motsetning til dette er råekstraktene av SH-45, SH-54, SH-78 og SH{ {13}} viste en svak aktivitet som bare ble oppdaget ved den høyeste konsentrasjonen (0,033 ug/mL). I det hele tatt har forfatterne foreslått disse svampavledede bakteriene som egnede kilder til nye hudblekings- og antialdringsmidler [66].
Som nevnt ovenfor (se introduksjonsdelen), viste mikrobielle biooverflateaktive stoffer passende egenskaper for hudpleieformuleringer[57]. For eksempel evaluerte Dhasayan et al.[87] de fuktighetsgivende egenskapene til flere stammer isolert fra den indiske svampen C. diffusa. Spesielt MB-30 (Halomonas sp.) og MB-D9(Alcaligenes sp.) viste den høyeste emulgeringsaktiviteten etter 48 timers inkubasjon, mens MB-7 (Bacillus subtilis) og MB{{ 8}} (Bacillus amyloliquefaciens) isolater viste de samme egenskapene etter 72 timers inkubering, noe som tyder på at de bioaktive forbindelsene sannsynligvis utskilles under den stasjonære vekstfasen [87]. I et nylig arbeid viste dessuten en bakteriestamme (Bacillus niabensis, My-30) assosiert med svampen Mycale ramulosa (Californiabukta) en klar aktivitet i kollapsdråpetesten og emulgeringsegenskaper med høy stabilitet i 24 timer , sammenlignet med kontrollen (Sodium Dodecyl Sulfate, SDS). Dessuten viste supernatater av My-30 en lovende bunnstoffaktivitet, med Minimum Inhibitory Concentration (MIC)-verdier på 1-2 prosent (v/v), mot Bacillus subtilis, Micrococus sp., og Sagittula stellata [88].
Denne artikkelen er hentet fra Mar. Drugs 2021, 19, 444. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs
