蓝铜胜肽的基础研究与临床皮肤护理应用

涂平

特邀专家

涂 平

北京大学第一医院皮肤科主任医师、教授、博士研究生导师，中国医师协会毕业后医学教育皮肤科专业委员会主任委员，中华医学会皮肤性病分会皮肤病理学组组长，北京医学会皮肤性病分会主任委员。

从事皮肤肿瘤及皮肤病理研究，擅长复杂、重症皮肤病的诊治，注重临床病理分析研究。

当今在我国的化妆品原料创新有四大风向，其中多肽类原料呈现出更加细分化趋势。肽是一种可以调节细胞功能的活性物质，而活性成分是化妆品中最核心的有效成分。根据其活性功能，多肽可以分为信号类、神经递质抑制类、承载肽类等。作为化妆品的原料其具有抗皱、紧致、修复、亮肤等功效[1]。

在活性肽类中，蓝铜胜肽以其源自人体血清，螯合铜离子，具有促进伤口愈合、组织修复[2]、抗炎、抗衰老等多重功效而引起医疗及化妆品行业的关注。本文就蓝铜胜肽的生物学活性及在化妆品中的应用做一个简要综述。

Part 1

蓝铜胜肽的生物学活性

蓝铜胜肽是在1973年来自美国的Dr.Loren Pickart在人血清中发现的一种三肽，能够促进正常肝细胞的再生和存活[3]。后续研究发现，这种三肽是 glycyl-L-histidyl-L-lysine（甘氨酰-L-组氨酸-L-赖氨酸）序列，简称GHK。GHK与铜离子有很强的亲和力，形成 GHK-Cu复合物。GHK 是以与铜离子形成复合物的形式发挥功能。蓝铜胜肽存在于人的血清、唾液和尿液中。蓝铜胜肽在人们20岁时血浆浓度是200ng/mL（10-7M），到 60岁时浓度降低为80ng/mL。这种下降现象与人体器官再生能力随年龄下降直接相关[3]。此后多项研究发现蓝铜胜肽可以加速伤口愈合和收缩，提高皮肤移植效果，还具有抗炎、祛皱等多种作用。

1.促进皮肤组织修复

皮肤组织修复和再生是一个非常复杂的过程，涉及多种细胞及炎症因子、信号通路、炎症细胞、成纤维细胞、内皮细胞等。GHK-Cu的伤口愈合作用早已在兔子、大鼠、小鼠和猪等动物实验中得到证实。在损伤早期，GHK将免疫细胞和内皮细胞驱化到损伤部位，启动愈合过程[4，5，6]。Boral和Maquar等人研究证明蓝铜胜肽在非常低的无毒浓度（1-10纳摩尔）下刺激胶原蛋白合成及胶原与糖胺聚糖的分解；调节基质金属蛋白酶（TIMP-1和TIMP-2）及其抑制剂的活性；刺激硫酸皮肤素、硫酸软骨素和一种小的蛋白聚糖合成。促进伤口愈合和皮肤重塑过程[7，8]。通过减少TNF-α水平和刺激胶原合成，促进大鼠糖尿病和缺血性伤口的治疗[9，10]。最新研究发现，含有蓝铜胜肽的仿生纳米纤维复合水凝胶基质，外用增强内皮细胞（EC）的粘附和增殖、新生血管形成，显著加速了糖尿病小鼠的伤口闭合、胶原沉积和组织重塑。此外，免疫组织化学分析表明，在铜肽功能化的RADA16处理组中eNOS和CD31的表达上调[11]。2001年Mc Cormack等发现GHK-Cu使得抗癌放射治疗后患者被损伤了DNA的成纤维细胞恢复了增殖活性[12]。

2.蓝铜胜肽 和 IL-6 在皮肤修复中的作用

伤口愈合过程涉及皮肤细胞的炎症、迁移、附着和成熟。包括成纤维细胞在内的多种细胞产生的细胞因子在伤口愈合的所有阶段都起作用[13]。通过调控各种细胞因子和生长因子，可能改变不同临床状态下的伤口愈合过程。研究发现，蓝铜胜肽通过降低急性期炎症细胞因子，如转化生长因子β和TNF-α的水平来抑制炎症[14]。在细胞培养中，蓝铜胜肽在10-9mol/L时具有最大的生物学效应[15]。GHK还通过调节铁水平和抑制脂肪酸过氧化的有毒产物来减少氧化损伤[16]。它是炎症细胞和内皮细胞的趋化因子，促进成纤维细胞增殖[17]。GHK-Cu的抗炎作用机制尚不清楚。研究发现GHK、GGH及其铜络合物对成纤维细胞分泌TNF-α依赖性IL-6的影响。成纤维细胞和角质形成细胞是皮肤组织中细胞因子的重要来源，例如IL-6，其分泌因TNF-α而增加。IL-6的多效性表现在其促炎和抗炎作用上。IL-6是组织对损伤和感染作出反应的各种炎症过程中的关键介质，无论是在急性炎症反应中还是在慢性炎症疾病中[18]。在皮肤中，表皮IL-6对正常伤口愈合至关重要，而IL-6-/-小鼠的伤口愈合受损[19]。与三肽及其铜复合物相比，低聚内酯类酵母/铜发酵物对IL-6的分泌没有影响。1mM GHK显著抑制SZ95皮脂细胞中IL-6的表达[20]。

3.GHK与皮肤干细胞修复

皮肤再生取决于生存能力和增殖能力干细胞的潜力。皮肤增殖始于基底层的角质形成细胞，其附着在基底膜。当一个细胞离开基底层时，它会进行终末分化。干细胞有无限的自我更新能力。然而，它们的增殖潜力随着年龄的增长而下降。GHK-Cu浓度为0.1–10微摩尔，表皮干细胞表达增加基底角质形成细胞中的整合素和p63等标志物在真皮皮肤中的表达，这表明增加了基底角质形成细胞的干细胞和基底角质形成细胞的增生潜力。因此，恢复健康干细胞的基因特征，导致激活整合素和p63细胞途径可能是另一种GHK基因调控皮肤再生的活性靶点[21，22]。最近的一项研究表明GHK作用下的人骨髓间充质干细胞/基质细胞以可降解生物（藻酸盐凝胶）为载体，增加血管皮内细胞生长因子（VEGF）和碱性成纤维细胞生长因子的分泌，并且呈剂量依赖性。预先用抗整合素α1和β1的抗体处理后，人骨髓间充质干细胞/基质细胞不出现VEGF分泌增加，这表明GHK对人骨髓间充质干细胞/基质细胞分泌营养因子的影响涉及整合素途径[21]。

4.GHK是体内天然真皮修复调节因子

皮肤修复和皮肤的伤口愈合过程通过以下阶段：止血（凝血）、炎症、肉芽组织化和瘢痕重塑。每个阶段都需要细胞之间很好地相互协调，因此需要不同来源的生物活性分子精确协同。例如，受伤后血小板立即脱颗粒释放生长因子（如TGF-β），使免疫细胞移动并将其吸引到损伤部位。角质形成细胞和成纤维细胞也产生大量生长因子。中性粒细胞、巨噬细胞和其他被募集到损伤部位的免疫细胞产生生长因子和细胞因子。GHK是一种罕见的人类蛋白质序列，它在细胞外基质蛋白质中更常见。GHK存在于I型胶原的α2（I）链中，可被位于伤口部位的蛋白酶分解[22]。含有蛋白的GHK，是位于重塑位点的糖蛋白SPARC。损伤后蛋白水解生成GHK-Cu[23]。经过长期研究发现某些蛋白水解产物和细胞间质蛋白的水解产物产生重要调节因子—间质素[24]。这些分子激活和调节真皮修复过程。GHK将基因组重置为一种更健康的基因模式，可以更好地调节多种细胞路径，修正真皮修复活动。由于GHK以氨基酸序列的形式存在于细胞外间质蛋白中，并在受伤后释放，可以作为体内天然的真皮修复调节因子。

5.GHK与DNA修复

研究表明GHK能够恢复放射线照射后成纤维细胞的活力。在培养的人宫颈组织成纤维细胞，一组未接触射线，一组暴露于放射性处理（5000rad）。添加GHK（10-9 M）在无血清培养基中直接加入细胞培养物中。尽管经辐照的成纤维细胞存活下来并在培养基中复制，它们的生长动力学与未照射细胞明显不同。照射后的细胞在24小时和48小时检测时有明显生长延迟。然而，加入GHK后经过辐照的成纤维细胞的生长速度比未加组要快得多，且与正常细胞（未照射的对照细胞）生长情况相同。此外，GHK经处理的辐照成纤维细胞可产生更高的生长因子，这对伤口愈合至关重要[25]。

成纤维细胞是伤口愈合和组织更新的核心细胞。它们不仅合成了不同的真皮基质的成分，还产生一些涉及多种细胞的生长因子，调节细胞迁移、增殖、血管生成、上皮化等。辐射损伤细胞DNA，从而损害其功能。由于GHK能够恢复受辐射的成纤维细胞的功能，因此也能修复DNA损伤。使用基因关联连图进行的研究发现，当刺激47个基因和抑制5个基因时，GHK显著增加了DNA修复基因的表达（大于或等于50%的增加或减少）[26]。

在人类衰老过程中，炎症基因、促癌症基因和组织破坏基因的活性增加，再生和修复基因的活性降低。虽然人体血液三肽GHK具有许多积极作用，但随着年龄的增长而下降。有研究发现GHK对抑制纤维蛋白原合成有影响，并增加泛素蛋白酶体系统、DNA修复、抗氧化系统和TGF-β超家族愈合基因的激活[27]。

Part 2

蓝铜胜肽的生物化学

GHK铜络合物（GHK- Cu）的分子结构已经使用X射线晶体学进行了广泛的研究，包括使用EPR光谱、X射线吸收光谱和PMR光谱学以及诸如滴定的其他方法。在GHK-Cu络合物里面，Cu（II）离子通过来与自组氨酸的咪唑侧链的氮，来自甘氨酸的α-氨基的另一个氮和甘氨酸组氨酸的去质子化酰胺氮肽键结合。Lau和Sarkar发现，在生理pH下，GHK-Cu络合物可以形成二元和三元结构，其可能涉及氨基酸组氨酸和/或白蛋白分子的铜结合区。他们也观察到GHK可以容易地结合到血浆白蛋白上的高亲和力铜转运位点（相对于GHK，白蛋白的结合常数log10=16.2 log10=16.44的结合常数）。这种铜与GHK三肽结合的离子，可以将无毒铜输送到细胞中[28-30]。GHK最显著的特点是它能够形成与铜（II）的络合物[31]。这一点非常重要，因为铜是体内超过十几种重要酶所必需的，这些在人体和皮肤内的酶，包括那些参与结缔组织形成、抗氧化防御和细胞呼吸点的酶。铜还具有信号传导功能，影响细胞行为和新陈代谢。例如，足够的铜对干细胞开始增殖和修复组织是必须的。GHK还有助于降低游离离子铜，从而防止氧化损伤。除了能够与铜结合，GHK还可以淬灭一些毒素，特别是那些在脂质过氧化过程中产生的毒素[32]。这使得GHK成为相当高效抗氧化剂。最后，GHK已被证明能够作为细胞粘附分子，这意味着它帮助细胞附着在细胞外基质上。在皮肤修复时，这有利于修复细胞的迁移、增殖和分化[33，34]。

Part 3

制剂和药物渗透

GHK-Cu可以穿过皮肤的角质层，其量足以激活再生效应。铜络合物的磁导率随着pH值的增加而增加。事实证明三肽GHK及其与铜的络合物：GHK-Cu和（GHK）（2）-Cu能够迁移通过膜角质层模型[35， 36]。然而，因为它对蛋白水解酶作用的敏感性，重要的是确保其在制剂中有持续递送浓度才能发挥生物活性作用。Arul等人提出使用生物素化（Boc-GHK）可以整合到真皮胶原基质内促进伤口愈合。他们观察到与对照相比，Boc-GHK治疗后，明显促进伤口收缩，增加细胞增殖和抗氧化酶活性[37]。最近的一项研究调查了GHK的配方要求。已经证实，该肽在氧化应激时容易被水解。在60℃下，pH范围为4.5～7.4的缓冲液中至少稳定两周。辛醇中的分布系数，在磷酸盐缓冲盐水中具有高度亲水性，在pH4.5～7.4范围内，GHK-Cu亲水性 log值介于?2.38?2.49G之间。GHK-Cu可以加融入Span 60的基质中。它在带负电荷的脂质磷酸二乙酰中不太稳定[38]。

关于蓝铜胜肽在产品中的稳定性是一个需要关注的问题。国内有一款含有0.2%蓝铜胜肽的抗皱精华霜，含有肉苁蓉、姜黄、玉米面胚芽提取物，经过检测，含有植物提取物产品和不含植物提取物的产品中蓝铜胜肽的检测曲线比较没有区别，见图1。说明在配方科学的情况下，蓝铜胜肽是稳定的[39]。

开发了纤维素（HPC）胶囊的甘氨酸-L-组氨酸-L-赖氨酸-Cu（II）（GHK-Cu（2+））负载羟丙基的果胶锌微粒用于GHK的结肠输送。GHK-Cu（2+）从果胶锌微粒中释放，明显受到交联剂浓度和药物量影响，但不受表面活性剂影响。在4小时内微粒释放50%-80%的负荷量。在结肠递送系统，最佳微粒制剂（F8）包有相对疏水的聚合纤维素。这样可以制成包含GHK的具有多种健康促进作用的膳食补充剂，又无副作用。除了局部护理，可以使用这样的配方口服以促进真皮愈合[40]。

Part 4

面部研究应用

多项安慰剂对照临床研究发现GHK-Cu可以改善50岁左右女性的皮肤质量。通过研究皮肤来确定胶原蛋白生成。在大腿上涂抹面霜1个月后，使用免疫组织化学技术检查活性组织检查样本，GHK肽对胶原的产生有显著影响。在接受GHK面部护理的女性中，70%的人出现了胶原增长，相比较，使用维生素C霜的只有 50%，用视黄酸的仅40%[41]。

GHK-Cu面霜明显减少衰老迹象。71名女性有轻度至明显的光老化迹象。面部应用12周后，老化表现有肉眼可见的改善。改善了皮肤外观，减少了细纹和皱纹的深度，增加了皮肤紧致度和厚度[42]。

GHK-Cu眼霜，对41名有轻度至晚期光损伤女性，使用12周，与安慰剂和含有维生素K的眼霜对照。GHK-Cu眼霜的表现优于两个对照组，减少了细纹和皱纹，改善整体外观，增加了皮肤紧致度和厚度[43]。

在另一项为期12周的面部研究中，67名年龄在50～59岁之间，有轻度至明显光损伤的女性，GHK-Cu面霜每日两次，改善皮肤松弛、清晰度、紧致度和外观，减少细纹、粗糙皱纹和斑驳的色素沉着，并增加了皮肤紧致度和厚度。该研究还通过组织活检及免疫组化检测分析，证明该款GHK-Cu霜具有明显刺激皮肤角质形成细胞增殖的作用[44]。

国内也有一些含有蓝铜胜肽成分的产品。例如一款粉红卫士蓝铜胜肽换颜抗皱精华霜，经过30人为期4周的临床研究，临床护理结束后，在面部TEWL、红斑、皱纹长度等指标均比使用前有明显改善[45] 。（见下图）。

受试者TEWL变化趋势，见图2 。

结果描述：

与使用测试样品前相比，使用产品4周后的TEWL平均降低约13.9%，差异显著

（P <0.05）。

受试者面部红区评分变化趋势，见图3。

结果描述：

与使用测试样品前相比，使用产品4周后的面部红区评分平均值降低约5.3%，差异显著（P <0.05）。

受试者皱纹长度变化趋势，见图4。

结果描述：

与使用测试样品前相比，使用产品4周后的皱纹长度平均值降低约13.3%，差异极显著（P <0.05）。

总之，目前临床研究显示，GHK-Cu护肤霜具有以下效果：

（1）紧致松弛肌肤，提高弹性；

（2）提高皮肤紧致度；

（3）减少细纹和深皱纹；

（4）提高皮肤光亮度；

（5）减少光损伤和斑驳的色素沉着；

（6）明显增加角质形成细胞增殖。

Part 5

结语

蓝铜胜肽是一种人体内自然产生的天然活性肽，具有强大的抗氧化能力，能够抵御自由基损伤，保护肌肤细胞；它有助于促进胶原蛋白的生成，增强肌肤的弹性和紧致度；在修复肌肤损伤方面表现出色，能加速伤口愈合，改善肌肤质地；还具有一定的抗炎作用，缓解肌肤炎症。蓝铜胜肽具有多重生物学活性。或许它将成为护肤产品成分党的下一个风口，可在护肤领域更广泛的使用。含有有效浓度的蓝铜胜肽成分的产品，在护肤领域将会大有作为。

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