Jabuticaba(Myrciaria Jaboticaba)ヒトケラチノサイトの酸化ストレスを緩和するためのリン脂質小胞によって送達されるアントシアニンおよびエラギタンニンの持続可能な供給源としての皮 パート1
Mar 19, 2022
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要約：科学的にジャブチカバとして知られているブラジルの果実は、生理活性物質、特にポリフェノールがまだ豊富である濃い紫色の皮で覆われた果物です。そこで本研究は、ジャブチカバ果実の果皮から抽出物を得て、その主成分を特定し、皮膚送達に特化したリン脂質小胞に負荷し、その生物学的有効性を評価することを目的としたものである。この抽出物は、容易で低散逸法と考えられている加圧熱水抽出(PHWE)によって得られ、ポリフェノール化合物、特にフラボノイド(オルトジフェノールおよび縮合タンニン)、アントシアニン(シアニジン3-O-グルコシドおよびデルフィニジン3-O-グルコシド)、没食子酸が豊富であり、これらは異なる比色法(DPPH、 フラップキュプラク、および金属キレート化)。安定性および抽出物有効性を改善するために、2つの異なるポリマー(ヒドロキシエチルセルロースおよびナトリウムヒアルロン酸塩)により、HEセルロース転移物及びヒアルロン酸転移物が得られる。ポリマーを含まないトランスフェソームは、ポリマーの添加が貯蔵においてより安定であったより大きな小胞の形成をもたらしたので、最も小さかった。小胞への抽出物の組み込みは、それらが水素の毒性作用を打ち消すことができるので、それらが参照として使用される溶液よりも大きい程度まで、それらの有益な活性を促進した。過酸化物特に小胞がポリマーで富化されている場合、細胞単層で行われる創傷の治癒をスピードアップすることさえある。それを考えると、ポリマー富化小胞は、皮膚に有益な特性を有する化粧品および化粧品を製造するための良好な戦略を表し得る。
キーワード：活性酸素種;循環型経済;生理活性;フェノール化合物;リン脂質小胞;創傷治癒
1. はじめに
ブラジルの果実として知られる果実であるジャブチカバは、プリニア属に属し、ミルシアリア属とも同定される。それは薄くて壊れやすい皮と白っぽい果肉を持つ黒い球状の果実で、地元住民によって非常に求められ、新鮮または変換された製品で消費されます。ジュース、ジャム、ゼリー、酢、リキュール、ワインは、これらの果物から地元で得られる主な製品です[1]。ワインや酒類は、果実分がブドウの果実分と類似しているため、蒸留または発酵によって製造されます。これらの製品を製造すると、主に皮と種子からなる多数の廃棄物副産物が生成され、それらにはまだ貴重な化合物が含まれています[2]。実際、濃い紫色の皮はフェノール酸、フラボノール、エラジタンニン、およびシアニジンおよびデルフィニジングルコシドなどのアントシアニンが豊富である[3-5]。このため、ジャブチカバの皮は、ハンバーガー、キャンディー、ゼリー、その他のデザートを豊かにするために使用されてきました。いくつかの研究は、皮が依然として異なるアッセイ[6,7]、ヒトにおける抗酸化作用[8|を使用してインビトロで見出される高い抗酸化活性の原因であるフェノール化合物が豊富であることを示してラットにおける抗炎症および腸内微生物叢の調節[9]。さらに、この皮は、その高いポリフェノール含有量のおかげで、天然着色剤および抗菌剤として使用することができる。ジャブチカバの皮は、生体内で有益な効果があるとされるフェノール化合物の豊富で貴重な供給源ですが、今日まで、食品としても化粧品としても、ジャブチカバの皮からの技術的な高付加価値製品は市場に出回っていません。これらの副産物を使用して製造される製品は、循環経済の概念と、持続可能な消費と生産のパターンを確保することを推奨する国連持続可能な開発目標(目標12)の指令に完全に準拠している必要があります[10]。この問題に取り組む1つの方法は、果物の副流やジャブチカバの皮などの副産物を効果的で革新的なナノテクノロジー製品に加工することです。その価値化は、果物加工ユニットがジャブチカバの皮を燃やす必要がないため、環境にとって有益です。消費者にとっては、より自然な製品を消費するためです。食品、化学、化粧品、製薬会社にとっては、製品中の合成化学物質の使用を削減または排除することさえできます。
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ジャブチカバの皮に含まれる生理活性分子の高い可能性にもかかわらず、それらの有益な特性は、それらの低い安定性およびインビボバイオアベイラビリティの低下のためにしばしば制限される。これらの欠点を克服するために、脂質、金属またはポリマーナノ粒子、リン脂質小胞、またはミセルなどのナノテクノロジー担体が最近提案されている。全体として、リン脂質小胞は、生体膜との高い類似性のおかげで、これらの中で最も生体適合性があり汎用性が高い[11,12]。実際、ここ数十年で、リポソームおよび他の修飾リン脂質小胞が、合成薬物および天然の生理活性分子の担体として開発され、試験されてきた[13]。特に、変形可能な小胞、いわゆる転写部分は、皮膚送達のために特別に設計されており、時には親水性ポリマーを製剤に添加することによって安定化されている。後者は、内面および/または外表面の二重層と相互作用し、分散中の立体的に安定化された小胞を好む[14-16]。疎水修飾ヒドロキシエチルセルロースは、リポソームをコーティングするために以前に使用され、それらの安定性を改善した[171]。ヒドロキシエチルセルロースは、局所製剤において広く使用されている水溶性多糖類誘導体である。それは皮膚表面に膜を形成し、その蒸散を避け、角質層の水分量と流動性を改善し、したがって外部分子の通過を促進する[18]。ヒアルロン酸ナトリウムはまた、以前にリン脂質小胞と組み合わされたか、またはその有益な特性のために局所製剤において単独で使用されていた。実際、それはほとんどの哺乳類組織、特に真皮の細胞外マトリックスに含まれる主要なグリコサミノグリカンです。それは皮膚のいくつかの生物学的機能に関与しており、したがってその回復を支持し、創傷治癒を刺激する。
この研究では、2つのポリマーを、小胞送達性能および安定性を改善するために、代替的に転写物と組み合わせた。得られた小胞を、予め加圧熱水抽出(PHWE)により得られたジャブチカバ果皮の抽出物に負荷して用いた。抽出物の化学組成および抗酸化活性を、小胞に負荷すると、皮膚における酸化的損傷を軽減し、創傷治癒を促進する能力と共に分析した。
2. 成果と議論
2.1.ジャブチカバピール:化学的特性評価と抗酸化活性
ジャブチカバ果皮抽出物中のアントシアニンの質量分析検出は、主に陽性モードで行った。(m/z)+449.107および465.100に分子イオンを有する2つの化合物は、それぞれ287.054および303.045のフラグメントイオンを生成し、シアニジンおよびデルフィニジンヘキソシドとして同定された。アントシアニンのイオン化は負モードでははるかに弱かったが、それにもかかわらず、シアニジン-ヘキソシドについては(m/z)~447.091(M-2)および465.101(M+ H2O-2)-、デルフィニジン-ヘキソシドについては481.095(M+H2O-2)~で特徴的なイオンが見られ、アントシアニンについてはSunら[19]によって提案された負イオン形成機構が確認された。HPLC-DADでは、ジャブチカバ果皮中の2つの主要なアントシアニンは、シアニジン3-O-グルコシドおよびデルフィニジン3-O-グルコシドの真正な標準と同様の保持時間とUVスペクトルを有していた。それらは没食子酸抽出物のフェノール含量の1.5%を表し、総エラジタンニンは総フェノール含量の4.1%および12.7%を占めた。これらの結果は、異なる品種のジャブチカバ種子で報告されたものと類似している[9,20]。
抽出物のフェノール成分を同定し、抗酸化活性を異なるアッセイを用いて測定した(表1)。凍結乾燥ジャブチカバ果皮抽出物は、フェノール化合物全体の7.1%を含有し、フラボノイド、オルトジフェノール、縮合タンニンは、それぞれ全フェノール組成物の26.4%、11.1%、および7.0%であった。
図1は、ネガティブモードのジャブチカバ果皮抽出物のm/301.0におけるベースピーク強度クロマトグラムとMSFクロマトグラムを示しています。脱プロトン化エラグ酸(m/z 301.0)は、エラジタンニンの典型的なフラグメントイオンである。MS-クロマトグラム(図1)におけるいくつかのピークは、UHPLCランの最初の10分間に一般的に溶出する様々なエラジタンニンの存在を示す。同定されたエラジタンニンのMSデータを表2に示す。ギャラリー化および非割り当てヘキサヒドロキシジフェン酸(HHDP)配糖体、すなわちガロイル-HHDP-ヘキソシドビス-HHDP-ヘキソシド(3つの異性体)、カスタラギン/ベスカラギン(2つの異性体)、トリアリル-HHDP-ヘキソシド、ジアリル-HHDP-ヘキソシド、ガロイルビスHHDP-ヘキソシド(3つの異性体)、およびエラグ酸五酸化窒素は、ジャブチカバの以前の研究に従って同定された[21-24]。m/z 1067.1189(Rt5.86分)の前駆体イオンは、C46H36O30の分子式を有する化合物の脱プロトン化イオンを示唆し、プテロカリニンAについて以前に報告されたものと同様の断片化パターン(表2)のために、プテロカリニンAとして暫定的に同定された[25]。m/z 858.0645で二重荷電イオンが検出され(Rt7.36分)、エラジタンニンに共通するフラグメントイオンが検出された(表2)。典型的な(M-2H)2-イオン形成を仮定すると、二重荷電イオンはCsH5O8の分子式を有する化合物に由来する可能性がある。この公式は、ルブス科の果実から頻繁に検出されているエラジタンニンである、割り当て解除されたサンギンH-6のそれと一致する[26,27]。しかしながら、化合物を完全に特徴付けるためにはさらなる研究が必要である。
凍結乾燥ジャブチカバ果皮抽出物は、インビトロだけでなくインビボでも酸化ストレスを打ち消すことが知られているフェノール含有量のおかげで、フリーラジカル、還元力および金属キレート特性を捕捉した[9,21,28]。したがって、ジャブチカバ果皮の凍結乾燥水性抽出物中のフェノール化合物の存在量およびプロファイルを考慮し、それらの抗酸化電位を、基準として用いた標準分子とは異なるアッセイによって測定した(表1)。
2.2. リン脂質小胞の調製と特性評価
ジャブチカバ果皮抽出物の豊富なフェノール含有量と、特に皮膚上でのこれらの分子の生物学的利用能が低いことを考慮すると[29,30]、局所適用用に調整されたリン脂質小胞の転写にロードされた[31,32]。この目的のために、エッジアクチベーター(Tween 80)がリン脂質に添加され、二重層の流動性と小胞が角質細胞間マトリックスを圧迫する能力を高め、より深い皮膚層におけるペイロード堆積を増加させる[31]。実際、以前の研究では、リン脂質小胞に添加されたこの界面活性剤が皮膚送達性能を促進することが確認された[32,33]。また、移入は小胞安定性を促進するためにヒドロキシエチルセルロースとヒアルロン酸を富化したものもある。次に、天然高分子(ヒアルロン酸)と半合成高分子(ヒドロキシエチルセルロース)を用い、小胞安定性に及ぼす影響を比較した。これまでの研究では、ヒアルロン酸がリン脂質と関連し、ヒアルロソームと呼ばれる最適な小胞を形成し、ヒアルロン酸が内外の小胞表面に分布し、皮膚送達適性とともに安定性を助長することが実証されました[13]。ヒドロキシエチルセルロースは、その増粘およびゲル化特性のために局所製剤に広く使用されている半合成ポリマーである[34]。これは、システムの広がりや皮膚への適用性を高めることができる安全で生体適合性のある成分と考えられています。局所適用のための有望な特性にもかかわらず、リン脂質小胞との実際の相互作用は以前に研究されていない[35]。この研究では、両方のポリマーを2つの異なる濃度で添加しました:1および2mg/mL(表3)。
転写してくる平均直径、多分散度指数、およびゼータ電位を測定した(表4)。転写が来るのは、約62nmの平均直径を有する最小の小胞であった(p<0.05 versus="" the="" mean="" diameter="" of="" other="" vesicles)and="" a="" low="" polydispersity="" index(0.23).="" the="" addition,="" polymers="" caused="" a="" slight="" increase="" of="" the="" mean="" diameter="" (around="" 91="" nm,p="">0.05 小胞の平均直径のうち)は、使用するポリマーおよび濃度に関係なく。
すべての小胞は、サンプル間で有意差なく負に帯電(〜-19mV)したが、これはおそらく、両方のポリマーの量が、使用されたリン脂質の量(180mg/mL)と比較して非常に低かった(1または2mg/mL)ためである。したがって、小胞のZ電位に有意に影響を与えることはできなかった。
全ての製剤は、高量のジャブチカバ果皮抽出物を組み込んだ(表4)。実際、取り込み効率は常に90%より高く、異なるサンプル間で有意差はなく、ポリマーの添加が抽出物に含まれる植物化学物質を組み込んで保持する小胞の能力を変化させなかったことを確認した。高い封入効率は、抗酸化分子が主に小胞二重層に位置し、精製プロセス中に放出されないことに起因し得る。さらに、多量のリン脂質使用(180mg/mL)により、多数の小胞が形成され、分散液の粘度が上昇し、小胞と分子の両方の移動度が低下しました。小胞の安定性は、室温(〜25°C)で90日間保存し、スケジュールされた時間にそれらの主要な物理化学的特性(サイズ、多分散指数、およびゼータ電位)を測定することによって評価された(図2)。転写物の平均直径は、当初は最も小さかったが、30日で約180nmまで、90日で450nmまで増加した。多分散指数も増加し、サンプルは二相性であるように見えた。それどころか、転写は、ポリマーが同じ特性、平均直径(〜91nm)、多分散性(〜0.24)、およびゼータ電位(〜−20mV)を維持することによって富化される。安定性の向上は、[ポリマーJ36]の濃度や種類に影響されなかった。我々の結果は、ポリマー添加が分散液中の小胞安定性を改善し、おそらくそれらをポリマーネットワーク中に固定化することを示した。
この記事はMolecules 2021, 26, 6697から抜粋したものです。https://doi.org/10.3390/molecules26216697 https://www.mdpi.com/journal/molecules