Bọt biển Biển đại diện cho Phylum hấp dẫn của động vật không xương sống biển

Xin vui lòng liên hệoscar.xiao@wecistanche.comđể biết thêm thông tin

Trừu tượng:Trong những thập kỷ trước, môi trường biển được phát hiện là một hồ chứa khổng lồ các hợp chất hoạt tính sinh học mới, hữu ích cho các phương pháp điều trị bằng thuốc cải thiện sức khỏe và hạnh phúc của con người. Trong số một số sinh vật biển thể hiện tiềm năng công nghệ sinh học, bọt biển được coi là một trong những phyla thú vị nhất theo một tài liệu rộng rãi mô tả các phân tử mới hàng năm. Không có gì ngạc nhiên khi các loại thuốc biển đầu tiên được áp dụng cho mục đích y tế được phân lập từ một miếng bọt biển và hiện được sử dụng làm chất chống ung thư và chống vi rút. Trong hầu hết các trường hợp, bằng chứng thực nghiệm báo cáo rằng các cộng đồng rất thường xuyên liên kết và / hoặc cộng sinh đã tạo ra các hợp chất hoạt tính sinh học này vì lợi ích chung. Ngày nay, các liệu pháp làm đẹp được xây dựng dựa trên các đặc tính có lợi của các hợp chất mới của biển. Trên thực tế, một số hoạt động sinh học thích hợp cho các liệu pháp thẩm mỹ đã được ghi nhận, chẳng hạn như các hoạt động chống oxy hóa, chống lão hóa, làm trắng da và nhũ hóa, trong số những hoạt động khác. Tại đây, chúng tôi đã thu thập và thảo luận về một số đóng góp khoa học báo cáo tiềm năng thẩm mỹ của các loài cộng sinh bọt biển, được đại diện độc quyền bởi nấm và vi khuẩn. Các hợp chất hoạt tính sinh học được chỉ định cụ thể là sản phẩm của quá trình chuyển hóa bọt biển cũng được bao gồm. Tuy nhiên, nguồn gốc của các chất chuyển hóa từ bọt biển là không rõ ràng và không thể loại trừ vai trò của quần xã sinh vật liên quan, vì việc phân lập các loài cộng sinh là một thách thức khó khăn do các đặc điểm khó nuôi cấy của chúng.

Vui lòng bấm vào đây để biết thêm

Từ khóa:bọt biển; vi khuẩn; các loại nấm; chống oxy hóa, chống lão hóa; Làm trắng da; chống vi trùng; bảo vệ ảnh

1. Giới thiệu

Bọt biển đại diện cho một nhóm động vật không xương sống ở biển hấp dẫn, lưu trữ một cộng đồng cộng sinh rộng lớn cùng với sản lượng khổng lồ các chất chuyển hóa thứ cấp [1-7]. Hệ sinh vật liên kết với bọt biển có thể tập hợp một nhóm lớn các dòng phát sinh loài, bao gồm vi khuẩn cổ, vi khuẩn và nấm [8,9]. Mối quan hệ giữa bọt biển và các loài cộng sinh tương hỗ của chúng rất phức tạp, và việc sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học có thể có vai trò bảo vệ hoặc tham gia vào việc cạnh tranh không gian trong môi trường sống của sinh vật đáy [10,11]. Nhìn chung, các loài cộng sinh bằng bọt biển được công nhận là chịu trách nhiệm cho sự trao đổi chất và tăng trưởng của vật chủ, bảo vệ hóa học và thích ứng với các tác nhân gây căng thẳng sinh học và phi sinh học [2, 12-14].

Việc phát hiện ra các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học ở biển như một loại thuốc tiềm năng cho các ngành công nghiệp dược phẩm, dinh dưỡng và thẩm mỹ đã thúc đẩy một số dự án nghiên cứu dựa trên việc xác định các nguyên tố hóa học mới với các chức năng sinh học sáng tạo [15].cistanche là gìGần đây, lĩnh vực thẩm mỹ đã phát triển nhanh chóng, do người tiêu dùng quan tâm nhiều hơn đến các loại kem và kem dưỡng da có chứa các hợp chất tự nhiên có đặc tính dược lý [16]. Dược mỹ phẩm là các sản phẩm bôi ngoài da có chứa một số thành phần hoạt tính sinh học bắt chước các lợi ích giống như thuốc bằng cách tăng cường chức năng liên quan đến sức khỏe của da [16,17]. Trên phạm vi toàn cầu, ngành công nghiệp thẩm mỹ đang dần chuyển sang sử dụng các hợp chất tự nhiên vì các đặc tính tương thích sinh học, an toàn và thân thiện với môi trường [18]. Sự thành công của các sản phẩm thẩm mỹ chủ yếu phụ thuộc vào sự an toàn; chi phí thấp; và khả năng duy trì thành phần hoạt tính, phân phối thành phần hoạt tính ở dạng hoạt động sinh học và phát huy tác dụng sinh học thông qua các cơ chế đã biết [19]. Để khắc phục những vấn đề sau này, đặc biệt liên quan đến các đặc tính hóa học không phù hợp, một số phương pháp bao gói và công thức nano đã được phát triển để cải thiện đáng kể hiệu quả và phân phối thuốc [20-25].

Mặc dù các chất trang điểm được lấy trong lịch sử từ thực vật trên cạn [26-28], trong những thập kỷ qua, một số trong số chúng đã được phát hiện trong môi trường biển. Trên thực tế, đại dương đại diện cho một nguồn phong phú các thành phần hoạt tính sinh học, chẳng hạn như vitamin, khoáng chất, axit amin, protein, lipid, polysaccharid, terpenoit, polyphenol, sắc tố và enzym, được tìm thấy một số ứng dụng trong lĩnh vực thẩm mỹ [29]. Các loại mỹ phẩm biển cho thấy một loạt các hoạt động có lợi, chẳng hạn như chống oxy hóa, chống tia UV, chống lão hóa, chống tyrosinase (làm trắng da), chống vi khuẩn, chữa lành vết thương và các đặc tính tạo nhũ (Hình 1) [{{8} }].

Cistanche có thể chống lão hóa

Gần đây, người ta đã chú ý nhiều đến các chất chống oxy hóa biển, bao gồm cyclosporin và các axit amin giống mycosporine (MAA), carotenoid và các hợp chất khác thể hiện nhiều vai trò trong lĩnh vực thẩm mỹ [4,45]. Một số ví dụ là sắc tố (ví dụ, carotenoid), cực kỳ phong phú trong môi trường biển vì chúng được tạo ra bởi tất cả các sinh vật tự dưỡng (ví dụ: vi khuẩn, vi khuẩn cổ, tảo và nấm). Carotenoid bao gồm carotenes (ví dụ: lycopene và -and -carotene) và xanthophylls (ví dụ, astaxanthin, fucoxanthin và lutein), cho thấy các hoạt động chống oxy hóa [46] bảo vệ da khỏi các loài oxy phản ứng (ROS) thường được giải phóng trong tế bào sau quá trình oxy hóa tự nhiên gây ra bởi bức xạ UV và lão hóa da [42]. Kể từ khi các hợp chất tổng hợpcó thể gây độc cho sức khỏe và sức khỏe của con người [47], các chất chống oxy hóa tự nhiên đã được nghiên cứu về khả năng sử dụng trong mỹ phẩm [49]. Các chất chống vi khuẩn và chống bám bẩn bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh liên quan đến da, chẳng hạn như Staphylococcus biểu bì, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginous và Candida albicans, cũng được mô tả từ nhiều nguồn khác nhau và được coi là công cụ hữu ích cho việc xây dựng các sản phẩm mỹ phẩm và da liễu phương pháp điều trị [39, 50-54].Cistanche chống lão hóaHơn nữa, các hợp chất hoạt tính sinh học với hoạt tính chống tyrosinase được tìm thấy một số ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, vì tyrosinase đại diện cho một loại enzyme quan trọng liên quan đến quá trình sinh tổng hợp melanin, và khối hoạt động enzyme của nó có thể được sử dụng để điều trị làm trắng da, việc triển khai chúng cực kỳ phổ biến ở một số các quốc gia [55]. Chất hoạt động bề mặt và chất nhũ hóa, với cả nhóm ưa nước và kỵ nước, cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm [56,57]. Một số phức hợp protein-polysaccharide, glycolipid và lipopeptide phân lập từ vi sinh vật biển đã được nghiên cứu để sản xuất chất tạo bề mặt sinh học và chất nhũ hóa [58]. Ví dụ, chitosan, do khả năng liên kết với nước cao, đã được đề xuất như một chất giữ ẩm và phân phối da trong các chế phẩm thẩm mỹ của các sản phẩm chống lão hóa [59].

Các nhà sản xuất mỹ phẩm biển được công nhận là vi khuẩn lam, cùng với vi tảo và tảo vĩ mô [24, 60-63], với một số hợp chất đang được thử nghiệm lâm sàng hoặc đã được chấp thuận lưu hành trên thị trường [64,65]. Như đã đề cập trước đây, hệ vi sinh vật liên kết với bọt biển tạo ra rất nhiều hợp chất hoạt tính sinh học với các đặc tính có lợi cho sức khỏe con người [6]. Mặc dù có sự liên quan lớn về mặt công nghệ sinh học, cho đến nay, chỉ có một số nghiên cứu đã xem xét các ứng dụng tiềm năng của các chất chuyển hóa cộng sinh từ bọt biển trong lĩnh vực mỹ phẩm, tập trung vào các loài bọt biển cụ thể [66] hoặc nhóm một số đơn vị sinh vật biển [29].

Trong bài đánh giá này, chúng tôi đã phân tích một bộ sưu tập tài liệu khoa học về các hợp chất liên quan đến cộng sinh của bọt biển cho thấy các hoạt động sinh học thú vị trong lĩnh vực thẩm mỹ. Hơn nữa, chúng tôi cũng xem xét các chất chuyển hóa của bọt biển, có các hoạt tính sinh học được cho là cực kỳ thích hợp cho các công thức thẩm mỹ.

2. Sponge Symbionts trong lĩnh vực mỹ thuật

2.1. Vi khuẩn

Một loạt các hợp chất hoạt tính sinh học được mô tả từ vi khuẩn biển như polyketide, alkaloid, peptide, protein, lipid, cyclosporine và MAAs, glycoside, isoprenoids và hybrid, cho thấy các hoạt động đáng ngạc nhiên, chẳng hạn như bảo vệ hình ảnh, chống lão hóa, chống vi khuẩn, chống -oxidant, và các hoạt động giữ ẩm [58,67]. Khả năng thú vị để tạo ra một số hợp chất hấp thụ tia cực tím, bao gồm scytonemins (chỉ cyanobacte-ria), mycosporines, carotenoid và melanin, được giải thích thông qua các cơ chế tiến hóa có thể phát triển để bảo vệ bọt biển khỏi tác hại của bức xạ UV [68,69].

Như đã báo cáo trong phần giới thiệu, các carotenoid, chẳng hạn như -carotene và lycopene, thể hiện hoạt động bảo vệ quang, do đó tiết lộ một số ứng dụng trong các lĩnh vực thẩm mỹ [70]. Dharmaraj và các đồng tác giả [71] đã nghiên cứu chiết xuất carotenoid của một chủng Streptomyces (AQBWWS1) liên quan đến bọt biển Callyspongia diffusa được thu thập từ bờ biển phía tây Kerala (Ấn Độ). Hồ sơ hóa học của nó cho thấy sự hiện diện của lycopene, được đề xuất như một thành phần tiềm năng để điều chế các sản phẩm mỹ phẩm [71].

Một axit diapolycopenedioic mới xylosyl este A, được chiết xuất từ ​​vi khuẩn có nguồn gốc từ bọt biển Rubritalea squalenifaciens sp. nov, tiết lộ một ac-tivity chống oxy hóa mạnh trong một 'mô hình ức chế O2 với một nửa nồng độ ức chế tối đa (IC50) là 4,1 ug / mL 【72】.cistanche BeneíciosAlkaloid Diazepinomicin cũng được phân lập từ chủng Mi-cromonospora sp. RV115 có liên quan đến bọt biển Aplysina aerophoba được thu thập từ biển Địa Trung Hải. Phân tử này có thể bảo vệ thận người (HK -2) và các dòng tế bào promyelocytic (HL -60) của người khỏi độc tính và tổn thương bộ gen do H2O2 gây ra [73]. Các chất chuyển hóa được phân lập từ Virgibacillus sp. liên kết với bọt biển C. diffusa (Vịnh Mannar) cho thấy hoạt động nhặt rác gốc 1, 1- Diphenyl -2- Picrylhydrazyl (DPH) với ICso là 857,49 ug / mL. Ngoài ra, hoạt động thu dọn gốc tự do hydroxyl và superoxide rõ ràng đã được phát hiện (ICso =471. 07 ug / mL và 1353,28 ug / mL, tương ứng), có thể liên quan đến sự hiện diện của các hợp chất hoạt tính sinh học như alkaloid, terpenoids, làm giảm đường và anthraquinon, được phát hiện bằng các phân tích hóa học [74]. Trong các công trình tương tự, hai chủng Vibrio (P1Ma8 và P1Ma5) và một số Bacillus sp. được phân lập từ bọt biển Phorbas ngoan cường và Tedania anhelans, tương ứng, hiển thị hoạt tính nhặt rác gốc tự do tăng cường được đánh giá bởi xét nghiệm DPPH [75,76]. Các đặc tính chống oxy hóa của hợp chất hoạt tính sinh học (Pyrrolo [1, 2- alpyrazine -1, 4- dione, hexahydro-C-HnoN2O2) được chiết xuất từ ​​Bacillus sp có nguồn gốc từ bọt biển. (Quần đảo Lakshadweep ở Ấn Độ) cũng được nghiên cứu bằng cách sử dụng xét nghiệm DPPH, hoạt động thu gom oxit nitric (NO) và hydrogen peroxide (H2O2), và tổng công suất khử. Hợp chất hoạt động có khả năng loại bỏ H2O2 theo cách phụ thuộc vào liều lượng. Hơn nữa, ICso đối với sự ức chế NO và DPPH lần lượt là 41,70 ug / mL và 15,025 ug / mL 【77】.

Việc sàng lọc hoạt tính sinh học của một trăm sinh vật vi khuẩn được phân lập từ một số loài bọt biển Ấn Độ đã dẫn đến việc phân lập được chủng GUVFCFM {{0}}, được xác định là Chromohalobacter israe-lensis. Đặc biệt, dịch chiết metanol cho thấy một tỷ lệ đáng kể của các hoạt động nhặt rác DPPH (67,83 phần trăm) và superoxide (65,87 phần trăm) [78]. Các phép thử DPPH và định lượng tổng hàm lượng phenolic (TPC) cũng được sử dụng để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của Pseudomonas sp. chiết xuất liên quan đến bọt biển Hyrtios aff. cương cứng từ Biển Đỏ. Trong thử nghiệm DPPH par-ticular, cho thấy 100% sự ức chế ở tất cả các lượng được thử nghiệm (50,25,12,5 và 6,25mg) [79]. pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis và C. diffusa) thu thập từ Vịnh Mannar ở Ấn Độ Dương tạo ra melanin không gây độc tế bào, với các hoạt động chống oxy hóa và bảo vệ quang. Trong số các chủng vi khuẩn thể hiện khả năng sản xuất melanin cao, Vibrio alginolyticus, được phân lập từ Hali clona pigmentifera, Sigmadocia pumila và S. officinalis, đã bảo vệ các tế bào nguyên bào sợi của chuột (L929) khỏi stress oxy phản ứng nội bào do tia UV gây ra (IC 50 =9. 0 ug / mL) và không gây độc tế bào trên tế bào L929 và tôm ngâm nước muối [80]. Các chủng có nguồn gốc từ bọt biển lấy từ vùng biển Indonesia, HAL -08, HAL -13 và HAL -74 (Haliclona sp.) Cũng như PTR -21 (Petrosia sp.), Là được đánh giá bằng phương pháp DPPH và ABTS (2,2'-azinobis 3- ethylbenzothiazoline -6- sulfonate). Trong số các dòng phân lập được thử nghiệm, hoạt tính chống oxy hóa cao nhất được tiết lộ bởi chiết xuất thô của HAL -08 với giá trị ICso là 17,10 và 59,39 ug / mL đối với các gốc DPPH và ABTS, tương ứng. Ngoài ra, PTR -21 dường như là chất chống lão hóa mạnh nhất được thử nghiệm về khả năng tồn tại của Schizosaccharomyces pombe [81]. Hoạt động chống oxy hóa của vi khuẩn PTR -08, PTR -40, PTR -41 và PTR -47, được xác định là Pseudomonas sp, cũng đã được đánh giá. Chiết xuất PTR {51}} thể hiện các đặc tính chống oxy hóa cao nhất với giá trị ICsn là 9,25 và 235,53 ug / mL cho các gốc DPPH và ABTS, tương ứng. Điều thú vị là PTR -08 tuổi thọ nấm men được điều chế của Schizosaccharomyces pombe thúc đẩy cơ chế bảo vệ chống oxy hóa tương quan với stress oxy hóa nội bào [82]. Các tác giả tương tự đã kiểm tra chiết xuất của một vi khuẩn Indonesia khác (Pseudoalteromonas flavipulchra, tên là STILL -33) có liên quan đến bọt biển Stylotella sp.Chiết xuất Cistanche chống bức xạVẪN -33, biểu hiện hoạt tính phân hủy DPPH và ABTS cao với giá trị ICso là 7,80 ug / mL (DPPH) và 31,50 ug / mL (ABTS) [83].

Một số công trình, cùng với khả năng chống oxy hóa, đã đánh giá hoạt động sinh trưởng của các mầm bệnh cụ thể thường liên quan đến nhiễm trùng da. Ví dụ, một quinolon clo hóa, Ageloline A, được phân lập từ Streptomyces sp. SBT345, một loài cộng sinh vi khuẩn của bọt biển Địa Trung Hải Agelas oroides, đã được nghiên cứu về các đặc tính chống vi khuẩn và hấp thụ vi khuẩn triệt để của nó. Hợp chất này thể hiện tiềm năng chống oxy hóa trên dòng tế bào bạch cầu của người (HL -60) và còn có thể làm giảm căng thẳng oxy hóa và tổn thương bộ gen do 4- nitroquinoline -1- oxit (NQO) gây ra. Hơn nữa, Ageloline A ức chế sự phát triển của Chlamydia trachomatis theo cách phụ thuộc vào liều lượng với giá trị ICsn là 2,14 ug / mL [84]. Các hoạt động chống vi sinh vật chống lại E. coli MTCC -1687, P. aeruginosa MTCC -1688, B.subtilis MICC -441 và S.aureus MICC -737 cũng được quan sát thấy từ GSA10 chủng liên quan đến bọt biển Halichondria glabrata (Bờ Tây của Mumbai, In-dia). Ngoài ra, các đặc tính chống oxy hóa đã được phát hiện bằng cách sử dụng xét nghiệm Thông số chống oxy hóa tổng hợp (TRAP). Đặc biệt, thông qua xét nghiệm TRAP, GSA10 hoạt động như chất nhặt rác peroxyl và tỷ lệ phần trăm ức chế tỷ lệ thuận với nồng độ GSA10 [85]. Trong một nghiên cứu gần đây, chiết xuất methanolic thô và các phân đoạn của chủng vi khuẩn Bacillus 2011SOCCUF3 phân lập từ bọt biển S. officinalis (Cortiou và Riou, Pháp) thể hiện các hoạt động chống oxy hóa và chống vi trùng. Đặc biệt, xét nghiệm DPPH cho thấy hoạt động thu gom phụ thuộc vào liều lượng, với tỷ lệ phần trăm ức chế là 38. 9-49. 1 phần trăm (10-50 mg / mL) và phương pháp khuếch tán giếng thạch cho thấy hiệu quả ức chế cao chống lại C.albicans ở khoảng nồng độ 2. 5-20 mg / mL [86].

Các đặc tính chống lão hóa và làm trắng da từ chiết xuất thô của các sinh vật sinh học vi khuẩn từ Scopalina hapalia (bờ biển Đông Nam của Mayotte) được đánh giá trên một số mục tiêu, bao gồm elastase, tyrosinase, catalase, sirtuin 1 (Sirt1), kinase phụ thuộc cyclin 7 (CDK7), fyn kinase, và proteasome [66]. Đặc biệt, SH -82 phân lập (Micromonospora fluostatini) thể hiện sự ức chế đủ hoạt động của elastase, trong khi SH -89 có đặc tính chống tạo hắc tố đáng kể bằng cách ức chế tyrosinase (58,33 phần trăm). Các chất kích hoạt mạnh nhất của hoạt động Sirtl đã được chỉ ra bởi SH -82 và SH -100 (Bacillus licheniformis). Hơn nữa, bốn chủng Bacillus và ba chiết xuất của Salinispora arenicola cho thấy các hoạt động chống oxy hóa và ức chế CDK7 tương ứng đáng kể. Kết quả đáng ngạc nhiên đã được báo cáo từ S.cistanche herbaarenicola (SH {{0}} EA-SM) và B.licheniformis (SH -04- EA-SM), ức chế hoạt động của Fyn ở ba nồng độ được thử nghiệm (0. {{ 8}} 33, 0. 0033 và 0,00033 ug / mL). Ngược lại, các chất chiết xuất thô của SH -45, SH -54, SH -78 và SH { {13}} biểu hiện một hoạt tính nhẹ chỉ được phát hiện ở nồng độ cao nhất (0,033 ug / mL). Nhìn chung, các tác giả đã đề xuất những vi khuẩn có nguồn gốc từ bọt biển này là nguồn thích hợp của các chất chống lão hóa và làm trắng da mới [66].

Như đã đề cập ở trên (xem phần giới thiệu), chất tạo bề mặt vi sinh vật thể hiện các đặc tính phù hợp cho các công thức chăm sóc da [57]. Ví dụ, Dhasayan và cộng sự [87] đã đánh giá các tính năng giữ ẩm của một số chủng phân lập từ bọt biển Ấn Độ C. diffusa. Đặc biệt, MB -30 (Halomonas sp.) Và MB-D9 (Alcaligenes sp.) Thể hiện hoạt tính nhũ hóa cao nhất sau 48 giờ ủ, trong khi MB -7 (Bacillus subtilis) và MB {{ 8}} (Bacillus amyloliquefaciens) phân lập cho thấy các đặc tính giống nhau sau 72 giờ ủ, cho thấy rằng các hợp chất hoạt tính sinh học có thể được tiết ra trong giai đoạn phát triển tĩnh [87]. Hơn nữa, trong một nghiên cứu gần đây, một chủng vi khuẩn (Bacillus niabensis, My -30) liên kết với bọt biển Mycale ramulosa (Vịnh California) cho thấy một hoạt động rõ ràng trong thử nghiệm thả rơi và đặc tính nhũ tương hóa với độ ổn định cao trong 24 giờ , so với đối chứng (Sodium Dodecyl Sulfate, SDS). Hơn nữa, supernats của My -30 đã chứng minh hoạt động chống hà đầy hứa hẹn, với giá trị Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là 1-2 phần trăm (v / v), chống lại Bacillus subtilis, Micrococus sp., và Nhân mã [88].

Bài viết này được trích từ Mar. Drugs 2021, 19, 444. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs