茶叶提取物的美白作用及其机理研究进展

 张向娜，童杰文，林　勇，刘仲华，黄建安 

（国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南 长沙 410128；湖南省植物功能成分利用协同创新中心，湖南 长沙 410128；湖南农业大学园艺园林学院茶学教育部重点实验室，湖南 长沙 410128）

茶叶提取物的美白作用及其机理研究进展

张向娜，童杰文，林勇，刘仲华，黄建安

（国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南 长沙 410128；湖南省植物功能成分利用协同创新中心，湖南 长沙 410128；湖南农业大学园艺园林学院茶学教育部重点实验室，湖南 长沙 410128）

茶叶是一种可以保健和预防人体疾病的健康食品，具有广泛的生物活性成分。整理归纳了近几年国内外茶叶美白功效的文献，从黑色素的合成过程、美白作用调节机理和茶叶提取物的美白作用三方面进行了综述，提出动物实验、病理学及毒理学等方面研究是未来开发茶叶提取物美白产品的研究方向，展望了茶叶美白产品的前景。

茶叶提取物；美白作用；黑色素生成；酪氨酸酶；机理

皮肤的颜色由黑色素的合成类型、累积数量、黑素小体再分布及降解决定[1]，虽然黑色素能够保护皮肤细胞免受紫外线灼伤，但紫外照射会激活黑色素细胞内酪氨酸酶活性，增加黑色素的含量，造成色素沉淀使肌肤变深变暗[2]。皮肤黑色素的沉着包括黑色素合成、黑色素小体的形成、黑色素颗粒的转运以及黑素小体的再分布与降解等一系列生化过程[3]。随着生活水平的提高，人们对美白产品的要求也不断提高，许多天然植物提取物因具有良好的美白效果和高安全性，而成为药学与化妆品行业研究的热点[4-5]。茶叶提取物中的多种成分具有清除自由基、抗氧化、抗肿瘤、抗炎症和抗心脑血管疾病等广泛的生物活性，近年来对茶叶提取物的美白作用研究也越来越多。

1　黑色素生成过程

黑色素的产生过程即黑色素合成反应，该反应为酶催化反应和化学合成反应的结合。黑色素合成场所为黑素细胞特有的细胞器——黑素小体[6]。黑色素合成反应的过程中产生两种黑色素：真黑素、褐黑素，前者结构中不含有硫原子，为暗棕色或黑色；而后者结构中含有硫原子，呈黄色或微红棕色[7]。黑色素合成反应的第一步为酪氨酸在关键酶——酪氨酸酶的作用下氧化为多巴醌，该反应为黑色素合成过程中唯一的限速反应[8]。黑色素的形成过程见图1。酪氨酸在酪氨酸酶作用下形成的多巴，多巴氧化形成多巴醌，进而生成多巴色素[9]。多巴醌可自动氧化成多巴和多巴色素。最终多巴色素的反应产物二羟基吲哚（DHI）和二羟基吲哚羧酸（DHICA）通过一系列的氧化反应生成真黑素。当有半胱氨酸或谷胱甘肽存在时，多巴醌会转化为半胱氨酸多巴或谷胱甘肽多巴，并随后形成褐黑素[9-11]。目前褐黑素在皮肤中的功能尚无文献报道，对于这一支路的相关报道较少。

2　黑色素合成调节机理

图1　黑色素的形成过程

在黑色素细胞内起调节作用的信号通路有三条（见图2），而所有的通路均与小眼畸形相关转录因子（MITF）有关，该转录因子具有螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链结构[12]。MITF除参与黑素细胞的生存、增殖、分化外，还是黑素细胞进行黑色素合成过程中最首要的调节者，其通过与酪氨酸酶、酪氨酸相关蛋白1、酪氨酸相关蛋白2基因中启动因子区M box结合，以调控这些目的基因表达[13-14]。MITF活性的上调可直接激活黑色素合成相关酶的表达，从而刺激黑色素合成。

2.1α-促黑激素（α-MSH）信号通路

图2　黑色素合成的调节机理

α-促黑激素（α-MSH）是一种来源于阿黑皮素原的多肽，通过环腺嘌呤核苷酸（cAMP）依赖性通路对黑色素合成进行调节[15]。MSH与黑素细胞膜上的黑皮质素受体（MC1R）结合后通过G蛋白偶联受体（GPCR）激活腺苷酸环化酶（AC）并产生cAMP，cAMP为细胞内的第二信使。cAMP再激活蛋白激酶A（PKA），从而激活MITF的基因表达。MITF再进而激活黑色素合成相关酶的表达并促进黑色素合成。一旦α-MSH与MC1R结合，黑色素合成量会增加100倍[16-17]。除α-MSH外，其他阿片-促黑素细胞皮质素原，如：β-MSH或促肾上腺皮质激素（ACTH），也可通过该通路刺激黑色素合成。

2.2Wnt/β-catenin信号通路

Wnt信号通路，同样是以MITF为目标进行基因调控的。该通路中的关键控制因子是β-连环蛋白的水平。当Wnt通路激活时，GSK-3β的调节作用被削弱，并使细胞质中的GSK-3β积累增加，GSK-3β可与T细胞因子（TCF）和淋巴细胞增强因子（LEF）形成复合物，后者可使MITF基因表达上调[18]。因此Wnt通路确实可通过上调MITF活性促进黑色素合成。

2.3SCF/c-kit信号通路

与MSH和Wnt通路不同，细胞外信号调节激酶（ERK）通路是通过降解MITF蛋白来实现黑色素合成调节的[19]。研究表明ERK可使MITF在丝氨酸73位点发生磷酸化，随后发生MITF的泛素化和蛋白酶体介导的降解。因此ERK通路的激活可下调MITF活性，从而抑制黑色素的合成。还有一些报道显示c-kit在ERK通路中具有一定的重要性。

3　茶叶提取物的美白作用

酪氨酸酶是黑色素合成反应中的关键酶，儿茶素能够抑制酪氨酸酶活性影响黑色素生成。官兴丽等[20]以儿茶素为效应物，研究其对马铃薯酪氨酸酶、酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活力的影响，发现儿茶素能抑制酪氨酸酶的活性中心，导致酶活力下降，并且与底物左旋多巴竞争，降低酶促反应效率。No JK[21]从10种韩国传统的茶提取物中筛选抑制酪氨酸酶活性物质，研究发现绿茶是最强的酪氨酸酶抑制剂，主要活性成分有GCG、ECG和EGCG。没食子酸基团是儿茶素中的活性位点。酪氨酸酶的抑制动力学分析表明，GCG是酪氨酸酶竞争性抑制剂。

EGCG、茶黄素单体（TF1、TF40）均能从影响B16黑色素瘤细胞形态、抑制细胞增殖、抑制酪氨酸酶活性及降低黑色素合成量等角度发挥其美白功效，并且效果优于目前市场上常用的几种美白添加剂[22-23]。研究表示，EGCG是通过降低MITF的转录水平而达到美白效果[24]。

红茶水提物可通过降低黑色素细胞活力，减少黑色素生成、抑制酪氨酸酶活性来实现美白作用。研究表明将红茶水取物作用于紫外线照射而造成色素过度沉着的棕色豚鼠，可以减少黑色素在皮肤中的合成和积累[25]。同时，Kim Y C等[26]以红茶、绿茶和白茶提取物为材料，Melan-A细胞为受试细胞，研究发现茶叶提取物能够抑制黑色素合成和积累以及酪氨酸酶活性，并成浓度依赖关系；红茶提取物和白茶提取物抑制黑色素生成的效果优于EGCG，红茶提取物比绿茶和白茶在减少黑色素积累数量和树突传递的形成方面有更好的效果，均优于曲酸和熊果苷。

根据当前研究，红茶提取物中总的多酚和类黄酮物质的含量高于熊果苷和曲酸，保证了红茶高抗氧化活力。因此，有人认为茶叶提取物的美白效果可以根据发酵程度进行评价，茶黄素-3，3'-双没食子酸可能是红茶中有效的美白成分。红茶提取物从降低蛋白酪氨酸酶、酪氨酸相关蛋白（TRP-1、TRP-2）的表达而降低黑色素生成，然而熊果苷则不改变酪氨酸蛋白水平。

乌龙茶提取物可降低细胞内MITF的转录水平、减少酪氨酸酶的表达，明显抑制黑色素沉着现象。但乌龙茶提取物不能体外抑制蘑菇酪氨酸酶活性[27]。

酪氨酸酶是黑素细胞内特殊的含铜糖蛋白，位于黑色素细胞特有的细胞器-黑色素小体上[28-29]。茶叶中的类黄酮成分具有金属螯合能力[30]。茶叶中含有多种抗氧化成分，具有清除自由基能力。茶叶的美白作用可能是抗氧化作用与螯合金属离子共同的作用。

4　讨论与展望

伴随着近几年“回归自然”的趋势，天然美白产品已成为化妆品业的潮流。茶叶作为天然、健康的保健饮品，美白作用的研究受到了重视。但目前对于茶叶提取物美白作用的研究大多局限于体外培养细胞实验的生物学效应。

对于茶叶提取物美白功效的开发需要加强进一步研究，如进行动物实验，研究其在活体中对动物皮肤的影响，对动物体内酪氨酸酶的影响，在基因水平上MITF、TYR、TRP-1、TRP-2基因表达量的影响，在蛋白水平上TYR、TRP-1、TRP-2蛋白表达量的影响等。茶叶提取物有丰富的活性物质，如研究茶多酚，咖啡碱，茶黄素，儿茶素等活性物质美白功效，研究活性物质之间的协同效应；也可研究不同物质的单体，如儿茶素有多个单体，可研究儿茶素不同单体对黑色素生成的影响以及各单体之间的联合效应。皮肤的美白机理主要有三条通路，可以选择从机理方面着手，研究每条通路中的关键因子对美白作用的影响，如α-MSH通路中的细胞内第二信使cAMP的含量对黑色素生成的影响等。对茶叶提取物美白作用进行药理学、毒理学相关研究，才能保证其运用到化妆品与医药行业的安全性。

茶叶提取物可综合其他功效对皮肤进行预防和修复以强化美白效果。茶叶提取物对黑色素生成影响的研究，不仅为美白化妆品市场提供了更多天然、高效美白添加剂的选择，而且为医药业开发治疗皮肤病的药物提供了参考。相信随着对茶叶提取物美白作用的深入研究，茶叶提取物能够更好的运用于化妆品与医药行业。

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（责任编辑：肖彦资）

Research Progress in the Skin Whitening Effect and Mechanism of Tea Extract

ZHANG Xiang-na，TONG Jie-wen，LIN Yong，LIU Zhong-hua，HUANG Jian-an
（National Research Center of Plant Functional Composition Utilization, Hunan Agriculture University, Changsha 410128, PRC; Hunan Co-Innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, PRC; Key Lab of Tea Science, College of Horticulture and Landscape, Hunan Agriculture University, Changsha 410128, PRC）

Tea is a kind of health food that can be used for health and prevention of human diseases.It has a wide range of biological activities. This paper summarizes the literature on the whitening effect of tea in recent years and describes the synthesis of melanin，whitening effect regulating mechanism and a tea extract whitening effect;and proposes experimental animals， pathology and toxicology research is the research direction in the future development of tea extract whitening products and the prospect of the future of tea whitening products.

Tea extract; whitening effect; Melanogenesis; Tyrosinase; Mechanism

TQ658.2

A

1006-060X（2016）10-0118-04

2016-06-28

国家现代农业茶叶产业技术体系（CARS-23）；国家自然科学基金项目（31100502）

张向娜（1991-），女，河南洛阳市人，硕士研究生，研究方向为茶叶加工及功能成分化学。

林 勇，黄建安