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对话姜雪峰:中国肽原料研发要勇于挑战核心序列创新

2024-02-18张婷

中国化妆品 2024年1期
关键词:雪峰多肽美容

张婷

“提高美容肽原料的原创性研究,如果从纯粹化学合成的科学角度来看,创新程度在于‘人无我有’,而如果从产业化角度来看,创新在于‘实用有效’,而非追求标新立异。”

专家介绍

姜雪峰,华东师范大学化学与分子工程学院教授。2015年,入选国家“万人计划”青年拔尖人才计划;2018年,成为国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)“全球青年化学家元素周期表硫元素代言人”;2023年,荣获“全国创新争先奖”表彰。

在追求美丽的道路上,科学家们发挥着至关重要的作用。以多肽原料为例,一代又一代的生物学家和化学家的接力,使得人类对肽的认识逐渐深入,这些研究成果转化为药品、保健品、化妆品……

在化妆品领域,《已使用化妆品原料目录(2021年版)》中,美容肽数目为78种。据普华有策报告显示,中国多肽化妆品原料市场规模以17.22%的年复合增速,从2017年的7.47亿元人民币增长到2022年的16.54亿元人民币。

在华东师范大学教授姜雪峰看来,“美容肽”的概念下蕴含着化学之美,也包藏着生命的奥妙。姜雪峰带领课题组发表的《化妆品中的肽化学》—文,总结了化妆品中肽类的基本特征及作用机理。“从唐朝的‘粉黛’(无机盐)到当今的‘美妆’(生物活性肽),从无机盐到蛋白質多肽,是化学发展的提升过程,也是生命现象的理解过程。”姜雪峰说。

近日,姜雪峰教授接受《中国化妆品》杂志采访,帮助我们厘清了关于肽化学中的基本概念,揭开了多肽原料的神秘面纱,并探讨了多肽原料的产业前景。

不要被多样的术语名词所迷惑

CCR:对于多肽原料市场上存在的各种概念,有肽、多肽、寡肽、胶原肽、美容肽、生物活性肽,我们应该如何认识?

姜雪峰:肽,是由两个或多个α-氨基酸脱水缩合,以肽键连接而成的化合物。多肽是由多个氨基酸组成,其分子量一般介于50-5000Da之间。

分子量介于50-2000Da之间的肽称为寡肽或低聚肽,而2-10肽属于寡肽,10-50肽属于多肽,通常10肽以下具有较高的医药及商业实用性。

生物活性肽是对生物机体生命活动有益或是具有生理作用的肽类化合物总称。众多生物活性肽,已被证实在人体内具有独特的生物学促进或抑制作用,也因此被广泛应用于化妆品。能够改善皮肤系列问题的生物活性肽,被称之为美容肽。常见化妆品分类主要利用其功效不同,对不同的生物活性肽进行分类。

胶原肽是胶原蛋白的三螺旋结构彻底打开,肽链被降解成为短的肽链,形成分子质量在几千Da之间的多肽混合物。

在化妆品中,无论是美容肽或是胶原肽,主要还是探寻肽类分子与功能机制之间的关系,才可能不被各种术语名词所迷惑。防止以局部代全面、以个例代群体、以暂时代长远的选择,依据科学原理以及综合因素判断选择,才能为大家带来健康的美。

CCR:您觉得人类从发现肽到应用肽的过程,哪些人物或事件起了关键作用?

姜雪峰:人类对肽的发现到应用经历了漫长的历史,涉及众多科学家和研究者的努力。

起初,多肽的研究主要集中在理解氨基酸和肽的基本结构。赫尔曼·埃米尔·费歇尔(Hermann Emil Fischer)作为有机化学领域的重要人物之一,他的研究对于理解氨基酸和肽的结构起到了关键作用。1902年,费歇尔成功合成世界上第一个多肽类化合物,并荣获诺贝尔奖。

1963年,美国著名生物化学家罗伯特-布鲁斯·梅里菲尔德(R.Bruce Merrifield)发展了能够快速大量合成肽链的固相合成技术,令肽的合成变得十分高效。经过多年迭代,固相合成法已广泛应用于多肽和蛋白质的研究领域,极大地推动了生物化学、分子生物学以及药理学等领域的发展。

科学家们逐渐认识到多肽不仅是生物体内蛋白质的组成单元,还具有广泛的生物活性和医学应用潜力。1953年,意大利著名神经生物学家丽塔·列维-蒙塔尔奇尼(Rita Levi-Montalcini)和美国生物化学家斯坦利·科恩(Stanley Cohen)在华盛顿大学合作分离出了神经生长因子(NGF),这是人类首次分离出能够控制细胞生长的生化因子。科恩余生都投入到了相关信号通路的研究之中,改写了人们对细胞生长的认知。1986年,蒙塔尔奇尼和科恩共享诺贝尔医学奖,他们的工作为后来多肽类药物的合成和应用奠定了基础。

跨学科研究和国际合作在肽化学研究中扮演了重要角色。通过深入了解肽的结构、合成和生物学功能,科学家就能够设计和开发具有更好活性的肽药物。随着对生物分子的深入理解和技术的进步,越来越多的肽类药物被开发出来。这些药物包括胰岛素、生长激素、多肽类抗癌药等,带来了新的治疗选择。

要勇于挑战核心序列创新

CCR:我们注意到,目前对美容肽原料的研究和开发主要是欧美化妆品企业比较活跃,国内部分主要做药物肽的企业近几年开始延伸到美容肽领域,您如何看待这一现象?

姜雪峰:随着科技进步和产业化水平提升,人们不断从本源上追求美、从长效上保持美、从机制上激发美。当人们开始对化妆品有了更多元的认识,随之就会产生多样性的需求。

美容肽领域的研发不像医药领域,产品迭代速度快得多。化妆品产业在税收、就业等方面的突出贡献会得到更多地方政府的认可,从而加大了对化妆品行业的支持力度,就会在一定程度上促进行业的良好发展。部分主要做药物肽的企业最近几年将多肽制药领域的能力延伸到美容肽领域,也是顺应市场发展的趋势,充分发挥其多肽研发的专业性。

CCR:有业内人士认为,国内多肽原料存在着同质化竞争的情况,这种局面是如何造成的?

姜雪峰:化妆品作为一个相对年轻的行业,其本身在发展过程中或多或少还存在着科技创新、市场认知不健全的特征,企业往往追求规模扩张而忽视了研发创新。因此,多肽原料的同质化竞争产生,导致终端消费产品相似度较高。技术创新,才是持续吸引消费者的关键,本土原料商需要不断提高研发水平,寻找新的肽配方、提取方法或合成技术,以推动美容肽原料的创新。

美容领域对于知识产权的保护也还不如医药领域严格,国家就如何提高化妆品产业地位,完善行业运营规范,实现产业升级以及提升行业创新能力建设等目标做了很多战略部署,我个人认为,国产原料肽产业前景光明。

美容肽目前的研究思路多在核心序列母核上的结构修饰,增加应用的多样性,或是提高脂溶性、生物活性、代谢稳定性等等,往往忽视了核心序列的创新。进行全新核心序列结构的研发,会给后续的基因修饰和产品升级提供崭新思路,容易取得对行业带来变革性的进步。

CCR:您觉得要提升美容肽原料的原创性,本土原料商还需要补哪些课?

姜雪峰:个人觉得要提高原创性研究,从纯粹化学合成的学术角度来说,创新程度在于“人无我有”,而如果从产业化角度来说,创新在于“实用有效”,而非追求标新立异。

无论何种角度,可能皆需要关注以下几个方面:

1、多肽结构与功能关系研究:深入研究多肽的结构与机制之间的关系,对不同类型肽的作用机制、在皮肤层面的透入机制等做深入的科学研究。探索不同结构的多肽在美容领域的应用潜力,有助于开发更加高效的美容肽原料。

2、开展新型肽的合成方法研究:发展新型肽的合成方法,提高合成效率和纯度,降低成本,有助于推动美容肽原料的生产和应用。

3、探索天然来源的美容肽:研究天然来源的美容肽,如植物提取物中的肽,以推动天然美容原料的开发和利用,符合消费者对天然、绿色产品的需求。

4、开展多肽与其他成分的协同研究:考虑多肽与其他化妆品成分的协同效应,如维生素、抗氧化剂等,以提高美容产品的整体功效。

5、强化产学研合作:这是国内企业应对竞争挑战的有效途径。与先进企业、研究机构合作,共享资源、技术和经验,有助于提升国内企业的创新能力。

通过加强上述方面的研究和创新,可提高美容肽原料的独特性和创新性,推动国内美容肽产业更好地融入全球竞争环境。这也需要政府、企业和研究机构的共同努力,形成良性的创新生态系统。

多肽原料作用不止于抗皱、抗衰老

CCR:您是否看好多肽在化妆品领域的应用前景?能否介绍—下目前多肽及相关原料的研究热点?

姜雪峰:多肽在化妆品领域的应用前景广泛,其在护肤和美容产品中的应用得到越来越多地关注,如抗衰老、保湿补水、美白、杭炎和杭氧化、毛发护理、美体丰胸等。生物活性肽作为构成生命體的重要单元之一,与生命体的各种生理活动息息相关。肽类化妆品的低毒性、高活性、渗透性和代谢性备受青睐,在化妆品领域有望发挥更加重要的作用。

目前多肽及相关原料的研究,是在经典肽类原料的基础上进行开发或创新。

如果利用前沿创新技术,通过构建大型肽库和虚拟筛选,探索与设计具有全新作用机制的生物活性肽,并探寻对应的生理机制表现出来的功能,如抗氧化、抗炎、抑制酶活性等;依托于多肽递送系统,设计可控缓释的多肽载体,令其能够在特定条件下释放,提高功能及效果;通过仿生肽的合成,实现更优的生物相容性和更高的生物活性,从而更好地适用于医学美容领域。

从微生物、植物、动物等生物体中提取天然多肽也是一个重要发展方向;将多肽与纳米技术相结合,研究多肽与其他活性成分的协同效应,都将提高多肽稳定性和肽配方兼容性。

CCR:您觉得,肽类原料企业如何在未来持续提升自己的竞争力?

姜雪峰:肽类原料开发属于基础研究,应加强基础研究和应用研究的链接。

从原料工艺和技术创新来看,肽类原料仍处于早期发展阶段。终端市场对肽的认知,基本是与抗皱、抗衰老功效划等号,但多肽原料的作用远不止于此。

原料企业应当多关注多肽及相关原料在美容、医学和生物科学领域的前沿发展方向,建立前沿探索合作长效机制,这些研究一直在探索和扩展生物活性肽的应用,随时都有可能出现新的飞跃增长点。这样才能抓住最大的价值机遇。

《中国化妆品》·CCR观点:姜雪峰以化学之美,为我们揭开了多肽原料的神秘面纱,同时提出了多个具有启发性的观点。通过科学家的视角,我们深深感受到,多肽原料在中国依然大有可为,而要实现健康长久发展,仍需要产业界与学术界加强交流、积极作为。

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