خلاصة:النباتات هي المصدر الرئيسي للمركبات النشطة بيولوجيًا التي يمكن استخدامها في صياغة مستحضرات التجميل. تتمتع المستخلصات النباتية بالعديد من الفوائد الصحية المثبتة ، من بينها خصائص مضادة للشيخوخة والعناية بالبشرة. ومع ذلك ، مع زيادة الطلب على مستحضرات التجميل المشتقة من النباتات ، هناك شرط مسبق حاسم لإنشاء نهج بديلة للطرق التقليدية لضمان الكتلة الحيوية الكافية للإنتاج المستدام. توفر تقنيات زراعة الأنسجة النباتية ، مثل مزارع الجذور في المختبر ، أو التكاثر الدقيق ، أو تكوين الكالوجين ، إمكانية إنتاج كميات كبيرة من المركبات النشطة بيولوجيًا بشكل مستقل عن العوامل الخارجية التي قد تؤثر على إنتاجها. يمكن أيضًا زيادة هذا الإنتاج بشكل كبير مع تنفيذ مناهج التكنولوجيا الحيوية الأخرى مثل الاستنباط ، والهندسة الأيضية ، والسلائف و / أو تغذية المغذيات ، والشلل ، والنفاذية. يهدف هذا العمل إلى تقييم إمكانات أدوات التكنولوجيا الحيوية لإنتاج مركبات نشطة بيولوجيًا ، مع التركيز على المركبات النشطة بيولوجيًا ذات الخصائص المضادة للشيخوخة ، والتي يمكن استخدامها لتطوير منتجات مستحضرات التجميل ذات العلامة الخضراء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا تناول بعض الأمثلة التي توضح استخدام تقنيات زراعة الأنسجة النباتية لإنتاج مكونات نشطة بيولوجيًا عالية القيمة لتطبيقات مستحضرات التجميل ، مما يوضح أهمية هذه الأدوات والنهج للإنتاج المستدام لمنتجات التجميل المشتقة من النباتات.

يمكن أن يزيد الجليكوزيد من cistanche أيضًا من نشاط SOD في أنسجة القلب والكبد ، ويقلل بشكل كبير من محتوى lipofuscin و MDA في كل نسيج ، ويزيل بشكل فعال العديد من جذور الأكسجين التفاعلية (OH- ، H₂O₂ ، إلخ) والحماية من تلف الحمض النووي الناتج عن ذلك. بواسطة OH- الجذور. جليكوسيدات Cistanche phenylethanoid لديها قدرة قوية على إزالة الجذور الحرة ، وقدرة تخفيض أعلى من فيتامين C ، وتحسن نشاط SOD في تعليق الحيوانات المنوية ، وتقليل محتوى MDA ، ولها تأثير وقائي معين على وظيفة غشاء الحيوانات المنوية. يمكن أن يعزز عديد السكاريد القارص نشاط SOD و GSH-Px في كريات الدم الحمراء وأنسجة الرئة للفئران المسنة تجريبياً الناتجة عن D-galactose ، وكذلك تقليل محتوى MDA والكولاجين في الرئة والبلازما ، وزيادة محتوى الإيلاستين ، تأثير الكسح الجيد على DPPH ، وإطالة وقت نقص الأكسجة في الفئران الشائخة ، وتحسين نشاط SOD في مصل الدم ، وتأخير التنكس الفسيولوجي للرئة في الفئران الشائخة تجريبياً مع التنكس المورفولوجي الخلوي ، أظهرت التجارب أن Cistanche لديه قدرة جيدة على مضادات الأكسدة وله القدرة على أن يكون دواءً لمنع وعلاج أمراض شيخوخة الجلد. في الوقت نفسه ، يتمتع إشنكوسايد في Cistanche بقدرة كبيرة على البحث عن الجذور الحرة لـ DPPH ويمكنه البحث عن أنواع الأكسجين التفاعلية ، ومنع تدهور الكولاجين الناجم عن الجذور الحرة ، وله أيضًا تأثير إصلاح جيد على تلف أنيون الثايمين الجذور الحرة.

انقر فوق How to Take Cistanche

【لمزيد من المعلومات: george.deng@wecistanche.com / WhatApp: 86 13632399501】

1 المقدمة

تشهد صناعة مستحضرات التجميل العالمية نموًا سريعًا بسبب زيادة الوعي بالجمال والاهتمام المتزايد بالعناية بالجمال وحماية البشرة ومستحضرات التجميل. مع توسع هذا القطاع المربح ، ظهر اتجاه جديد بين المستهلكين لمستحضرات التجميل الطبيعية والمستدامة والمشتقة من البيئة بدلاً من المنتجات الاصطناعية ، مما أدى إلى زيادة سوق المستخلصات النباتية العالمية [1]. على سبيل المثال ، قُدِّر حجم هذا السوق بـ 10.19 مليار دولار أمريكي في عام 2021 ومن المتوقع أن يرتفع أضعافًا مضاعفة إلى 22.49 مليار دولار أمريكي في عام 2030 [2،3]. هذا الاهتمام الكبير تبرره الخصائص العلاجية البارزة للمستخلصات النباتية مع عدم وجود تأثيرات ضارة قليلة أو قليلة [4].

لطالما كانت النباتات مصدرًا رئيسيًا للمكونات النشطة بيولوجيًا مع مجموعة واسعة من الاستخدامات. لقد أثبتت فوائدها الصحية والعافية بما في ذلك توفير مضادات الأكسدة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، فضلاً عن احتوائها على خصائص مضادة للتجاعيد ومضادة للسرطان ومضادة للشيخوخة وتغيير الجلد (تبييض أو ترطيب أو تلطيف) [5]. ومع ذلك ، نظرًا للطلب الكبير على منتجات التجميل المشتقة من النباتات ، في الوقت الحاضر ، تتعرض العديد من أنواع النباتات للاستغلال المفرط (يتم حصادها بأعداد كبيرة من موائلها الطبيعية) أو تتعرض للخطر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون التحديات ، مثل النمو البطيء ، والحصاد الموسمي ، ووجود المركبات السامة في تركيبها الكيميائي ، والاختلافات في المركبات النشطة بيولوجيًا بين النباتات ومن محصول إلى آخر ، عوامل مقيدة لاستخدامها المحتمل في صناعة مستحضرات التجميل [4]. يمكن التغلب على هذه القيود من خلال تطبيق تقنيات زراعة الأنسجة النباتية جنبًا إلى جنب مع أدوات ومناهج التكنولوجيا الحيوية.

تقدم تقنيات زراعة الأنسجة النباتية بديلاً جذابًا لإنتاج المركبات النشطة بيولوجيًا. يمكن تعريفها بسهولة على أنها تقنيات التكنولوجيا الحيوية التي تعتمد على استخدام وسائط الزراعة المغذية وظروف التعقيم الخاضعة للرقابة لضمان استنبات وتطور الخلايا والأنسجة والأعضاء النباتية [6]. تُظهر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالممارسات الزراعية التقليدية مثل (1) إنتاج المستقلب الثانوي الذي يحدث بشكل مستقل عن العوامل الداخلية أو الخارجية التي قد تؤثر على نمو المحصول وإنتاجيته ، (2) محصول المكونات الكيميائية النباتية المرغوبة من خلال ضمان الإنتاج المستمر ، و (3) الإنتاج في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، مما يحد من مخاطر التلوث بالمواد الكيميائية الزراعية (مبيدات الآفات ومبيدات الحشرات ومبيدات الأعشاب والأسمدة الكيماوية) [7].

حتى الآن ، تم تطوير العديد من المنتجات ذات العلامات الخضراء (المنتجات المشتقة من النباتات) باستخدام تقنيات زراعة الأنسجة النباتية. بعضها له تطبيقات في مستحضرات التجميل ، بشكل أكثر دقة ، لعلاج شيخوخة الجلد واضطرابات الجلد التي تحدث نتيجة تعرض الجلد لعوامل خارجية [5،8]. لذلك ، فإن الهدف الرئيسي لهذه المراجعة الشاملة هو تقديم نظرة عامة موجزة عن التطبيقات الواسعة لتقنيات زراعة الأنسجة النباتية وأساليب التكنولوجيا الحيوية لإنتاج مركبات نشطة بيولوجيًا عالية القيمة يمكن استخدامها في صياغة منتجات مستحضرات التجميل ، مع التركيز. على منع اضطرابات الجلد والجزيئات المضادة للشيخوخة الجلد. تغطي المراجعة أيضًا بعض الأمثلة على التركيبات التجميلية التي تم تسجيل براءة اختراعها خلال العقد الماضي حيث تم تطبيق تقنيات زراعة الأنسجة النباتية لإنتاج الجزيئات النشطة في تلك التركيبات.

2. شيخوخة الجلد: أهميتها وأسبابها

2.1. الهيكل التشريحي للجلد والوظائف الرئيسية

الجلد هو العضو الرئيسي في جسم الإنسان ويمثل سدس الوزن الإجمالي لجسم الإنسان. يتكون الجلد تشريحيًا من ثلاث طبقات رئيسية: البشرة والأدمة واللحمة ، والمعروف أيضًا باسم النسيج تحت الجلد (الشكل 1) [9]. تتكون الطبقة الخارجية (البشرة) من خمس طبقات مميزة: الطبقة القاعدية (الطبقة القاعدية) ، والطبقة الشوكية (الطبقة الشوكية) ، والطبقة الحبيبية (الطبقة الحبيبية) ، والطبقة الصافية (الطبقة الصافية) ، والطبقة القرنية (الطبقة القرنية) [10] . ترتبط الأدمة ، وهي الطبقة المتوسطة ، بشكل معقد بالبشرة من خلال الغشاء القاعدي. على عكس البشرة ، التي تتكون من أنسجة طبقات خلوية مختلفة ، تتكون الأدمة بشكل أساسي من المصفوفة خارج الخلية (ECM) ، وهي مكون لا خلوي. تتكون هذه المصفوفة اللاخلوية بشكل أساسي من ألياف الكولاجين ، والتي تمثل 75 بالمائة من الوزن الجاف للبشرة وتوفر قوة ومرونة بلاستيكية [11]. إلى جانب الكولاجين ، تشتمل بروتينات ECM على الإيلاستين والبروتينات السكرية ، والتي تتكون من مسام العرق وبصيلات الشعر وتأوي الأنظمة اللمفاوية والأوعية الدموية والعصبية [9]. الطبقة الثالثة ، تحت الجلد ، تحتوي على خلايا دهنية (خلايا شحمية) أعيد ترتيبها في فصيصات دهنية ، والتي تشكل نسيجًا ضامًا رخوًا [12].

يلعب الجلد مجموعة واسعة من الوظائف. يوفر الحماية الكيميائية والفيزيائية للجسم ضد الإصابات الخارجية مثل مسببات الأمراض والأشعة فوق البنفسجية والتهديدات الكيميائية والجفاف وتقلبات درجات الحرارة [8]. كما أنه يضمن توازن الماء والكهارل (الغدد العرقية وحاجز البشرة) والتنظيم الحراري (المستقبلات الحرارية) ويشارك في الاستجابة المناعية (الأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالجلد (SALT)). إن وجود النهايات العصبية ، مثل جسيمات Meissner و Pacinian و Ruffini ، جنبًا إلى جنب مع بصيلات Krause وخلايا Merkel ، يمنح وظيفة حسية للجلد. وظيفة أخرى مهمة مرتبطة بالتوازن ، والتمثيل الغذائي ، والتخزين ، والامتصاص الانتقائي ، والتخلص من المواد [12]. إلى جانب هذه الوظائف البيولوجية ، يلعب الجلد دورًا في الجاذبية الجسدية (الشكل 1) [9].

2.2. شيخوخة الجلد

شيخوخة الجلد هي واحدة من أكثر المشاكل الجلدية شيوعًا التي تؤثر على جلد الإنسان. ويتميز عادة بفقدان مرونته ولون البشرة ، وظهور التجاعيد الدقيقة والبقع العمرية ، والفشل في إصلاح الجروح. شيخوخة الجلد هي عملية متعددة العوامل مدفوعة بعوامل داخلية (الخلفية الوراثية ، الهرمونات ، الوقت ، إلخ) وعوامل خارجية (التلوث ، التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، إلخ) [15]. يتميز بيولوجيًا بتغيرات تقاطع البشرة والجلد والبشرة ، جنبًا إلى جنب مع التدهور العام للمصفوفة خارج الخلية الجلدية. يحدث هذا الأخير في الغالب بسبب تغيرات في ألياف الكولاجين والإيلاستين [16]. يمكن أن تظهر شيخوخة الجلد بسبب الوقت (الشيخوخة الزمنية الناتجة عن العوامل الداخلية) أو الشيخوخة الضوئية (الجلد المصاب بالضوء بسبب عوامل خارجية). تؤدي الشيخوخة الزمنية إلى انخفاض في طبقات الجلد والبشرة ، وانخفاض في عدد النهايات العصبية ، وإنتاج الهرمونات الجنسية ، مما يؤدي إلى فقدان الحساسية. تحدث عملية شيخوخة الجلد هذه في الغالب بسبب التراكم المفرط لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). بشكل عام ، ثبت أن 1.5-5٪ من الأكسجين الذي تستهلكه الخلايا يتم تحويله عن طريق العمليات الداخلية إلى ROS [8]. يمكن إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا (الخلايا الكيراتينية والأرومات الليفية) ، والشبكة الإندوبلازمية (السيتوكروم P450) ، والعصارة الخلوية (ROS الناتجة عن استقلاب حمض الأراكيدونيك) [17]. يمكن أن يحدث إنتاج ROS من خلال الإفراط في التعبير عن الإنترلوكينات. إلى جانب الزيادة في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ، يرتبط شيخوخة الجلد أيضًا بالتعبيرات العالية والمنخفضة من البروتينات المعدنية المصفوفة (MMPs) ومثبطات MMP (TIMP) ، على التوالي. ثبت أن الاختلافات في التعبير عن هذه البروتينات المحددة مرتبطة بالاختلاف في كمية ROS. تؤدي الكميات المتزايدة من ROS إلى زيادة تنظيم البروتين المنشط -1 (AP -1) ، والذي بدوره يحفز تدهور الكولاجين بواسطة MMP ويؤدي إلى تنشيط العامل النووي kappa B (NF-κB ) ومجموعة من الاستجابات الالتهابية [8].

تظهر شيخوخة الجلد بشكل أكثر وضوحًا في البشرة المصابة بالضوء مع التجاعيد العميقة ، وفقدان أكثر وضوحًا للمرونة ، وخشونة نسيج الجلد [8]. تشارك ضغوط خلوية مختلفة في هذه العملية الفسيولوجية مثل (1) التغييرات في تنظيم الكروماتين ، (2) تقصير التيلومير ، (3) اختلال وظائف الميتوكوندريا ، (4) تنشيط الجين الورمي (5) الخيوط اللاجينية ، (6) الالتهاب ، و (7) ) كبت المناعة [15 ، 18]. الإجهاد التأكسدي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية هو السبب الرئيسي للشيخوخة الضوئية. يؤدي تعرض الجلد للأشعة فوق البنفسجية إلى تنشيط نظام الغدد الصم العصبية. يحدث هذا التنشيط إما عن طريق الوسطاء الكيميائيين أو من خلال انتقال الأعصاب [8]. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنشيط المحور الوطائي - النخامي - الكظري (HPA) أيضًا عن طريق التصوير الضوئي ، مما يؤدي إلى تحريض الاستجابات المتجانسة لتخفيف الضرر. يحدث تلف الحمض النووي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية - R بسبب عدم توازن ROS ، مما يؤدي إلى إنتاج علامة محددة لضعف أكسدة الحمض النووي ، 8- هيدروكسي -2 ′ - deoxyguanosine (8- OH-dG ) [19]. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا تنشيط العلامات الأخرى ، مثل إنترلوكين -6 (IL -6) ، وعامل نخر الورم (TNF-) ، وإنزيمات الأكسدة الحلقية ، بواسطة ROS. على مستوى التعبير الجيني ، يؤدي تراكم ROS إلى تعبير NF-B والتعبير عن سينثاز أكسيد النيتريك المحرض (iNOS) ، مما يسهل فرط النفاذية وتكوين الأوعية عن طريق تنظيم عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) [20]. إلى جانب NF-B ، يتم أيضًا تنشيط كينازات البروتين المنشط بالميتوجين (MAPKs) ، وبالتالي زيادة نسخ الجين MMP. يؤثر تنظيم جينات MMP سلبًا على توازن ECM ويؤدي إلى تدهور الإيلاستين والكولاجين [8].

3. المركبات النشطة بيولوجيا المشتقة من النباتات ذات الخصائص المضادة للشيخوخة

تُظهر المركبات النشطة بيولوجيًا المشتقة من النباتات (PDBCs) الناشئة عن استقلاب النبات بشكل عام خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات ومضادة للبكتيريا ولها أيضًا خصائص واعدة لمكافحة الشيخوخة [21،22]. تُعرف باسم المستقلبات الثانوية ، وهي عناصر كيميائية لا تشارك بشكل مباشر في عمليات النمو الطبيعي للنباتات [21]. يتم إنتاجها عادة استجابة للقيود البيئية كدفاع ضد الحيوانات المفترسة أو مسببات الأمراض أو الأشعة فوق البنفسجية ؛ للمنافسة بين الأنواع ؛ أو للمساعدة في التكاثر (الفيرومونات ، عوامل التلوين ، الروائح الجذابة) [23]. يمكن تقسيم هذه المركبات الطبيعية إلى فيتامينات (فيتامينات C و E) ، وبوليفينول (الفلافونويد ، والأحماض الفينولية ، والستيلبين ، والقشور) ، ومجموعات التربينويد [24].

3.1. طرق الإنتاج الرئيسية للمركبات النشطة بيولوجيًا المشتقة من النباتات

تعرض المركبات النشطة بيولوجيًا المشتقة من النباتات أنشطة بيولوجية مهمة. لعدة قرون ، تم استخراج هذه الجزيئات عالية القيمة من النباتات التي يتم حصادها من الطبيعة. ومع ذلك ، نظرًا لانخفاض إنتاج هذه الجزيئات ، ظهرت العديد من البدائل مع تطور الكيمياء التركيبية ، واكتشاف الهندسة الميكروبية والفطرية (الإنتاج غير المتجانسة) ، وتطوير تقنيات زراعة الأنسجة النباتية. عادة ما يكون التوريد التجاري لـ PDBCs مشكلة رئيسية مرتبطة بتوافر المركبات. على سبيل المثال ، من المسلم به على نطاق واسع أن حدوث المستقلبات الثانوية غالبًا ما يقتصر على أقل من 1 في المائة من الوزن الجاف للنبات [25 ، 26]. وبالتالي ، فإن الحصاد الطبيعي عادة ما يكون غير عملي لأنه لا يستطيع توفير كميات كافية من المركب المطلوب [27]. على سبيل المثال ، يتطلب متوسط ​​1 كجم من التوت الأزرق لإنتاج 38 مجم من -3- الجلوكوزيد [28] من كيرسيتين. يمكن أيضًا أن يكون الحصاد الطبيعي محدودًا بسبب التوافر الموسمي للمواد النباتية ، ومعدلات نموها وتطورها ، ووفرة الأنواع في الطبيعة [29]. إلى جانب انخفاض إنتاجية المركبات النشطة بيولوجيًا التي يتم الحصول عليها من الحصاد الطبيعي ، فإن إنتاج هذه المركبات القيمة بواسطة النباتات عادة ما يكون غير مرضٍ لأن إنتاجها ، في بعض الحالات ، يمكن أن يحدث فقط في ظل ظروف محددة أو خلال مرحلة تطوير خاصة بالنبات [30 ، 31].

يمكن أيضًا اقتراح التخليق الكيميائي كنهج بديل لإنتاج بعض المركبات النشطة بيولوجيًا مثل الكاروتينات. يكلف التركيب الكيميائي لأستازانتين ما معدله 1000 دولار أمريكي / كجم ، وهو أكثر من تكلفة الحصاد الطبيعي للمكورات الدموية بلوفاليس [32،33]. يوضح مسار الإنتاج البديل هذا ، مع ذلك ، القضايا المرتبطة بالشروط الصارمة للتفاعلات الكيميائية المعنية وإنتاج منتجات جانبية غير مرغوب فيها ومنتجات ثانوية [34 ، 35].

ظهر مسار إنتاج آخر مع اكتشاف وتطوير التكنولوجيا الحيوية الميكروبية والفطرية. تعتمد هذه التقنية ، التي تسمى أيضًا الإنتاج غير المتجانسة ، في الغالب على استخدام الكائنات الحية الدقيقة مثل الخميرة أو الفطريات أو البكتيريا. من خلال هذه العملية ، تم بنجاح إنتاج العديد من الجزيئات ، من بينها ريسفيراترول ، وهو مستقلب ثانوي معروف بإمكانياته الطبية والتجميلية الكبيرة (مكافحة الشيخوخة) ، بكميات كبيرة باستخدام مضيفات ميكروبية معدلة وراثيًا ، مثل الوتدية جلوتاميكوم ، الإشريكية القولونية ، و Lactococcus lactis ، أو الخمائر المؤتلفة مثل Saccharomyces cerevisiae [36-39]. تنتج النباتات الريسفيراترول بكميات متغيرة ، مثل 0. 36 مجم / كجم من ثمار Viti's vinifera و 1 مجم / كجم من جذور Ampelopsis japonica و 7.95 مجم / كجم من الأجزاء الهوائية Morus alba [40] ، ولكن لا يزال أقل من ذلك المبلغ عنه باستخدام الكائنات الحية الدقيقة المؤتلفة. على سبيل المثال ، يمكن أن يصل إنتاج ريسفيراترول إلى 812 مجم / لتر أو 2.34 جم / لتر باستخدام الخميرة أو البكتيريا المؤتلفة على التوالي [37،41]. لاحظ أن نجاح الإنتاج غير المتجانسة يعتمد على معرفة وفهم مسارات التخليق الحيوي للمركبات النشطة بيولوجيًا المطلوبة ، على الرغم من أن السلسلة الجزيئية المشاركة في التخليق الحيوي للعديد من المركبات النشطة بيولوجيًا قد تم تمييزها بالفعل. ومع ذلك ، ترتبط القيود الرئيسية لهذه التكنولوجيا بالنشاط المنخفض للأنزيمات المشتقة من النباتات في العوائل الميكروبية (الخميرة أو البكتيريا أو الفطريات) ، إلى جانب قلة المعروض من السلائف. وبالتالي ، يجب إجراء المزيد من الدراسات لتحديد أفضل الإنزيمات المرشحة والظروف المثلى التي تسمح بتحويل الوسطيات الأيضية إلى المنتجات المرغوبة ، مما يؤدي إلى تجنب تراكم الجزيئات الوسيطة في المضيفات الميكروبية [35].

إلى جانب الإنتاج غير المتجانسة ، تم اقتراح تقنيات الاستزراع النباتي كبديل مستدام لإنتاج المركبات النشطة بيولوجيًا المشتقة من النباتات. تقدم هذه التقنيات سلسلة من المزايا مقارنة باستخدام النباتات الكاملة ، بشكل رئيسي (1) إزالة مسببات الأمراض ، (2) توسيع نطاق الإنتاج من خلال استخدام مفاعل حيوي بمجرد إتقان عملية الزراعة ، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال التكاليف التشغيلية ، و (3) سهولة تنقية المنتجات الطبيعية ومعالجتها [42 ، 43]. وعلى هذا الأساس ، تم استخدام تقنيات زراعة الأنسجة النباتية مؤخرًا لإنتاج المكونات النشطة بيولوجيًا. أكدت العديد من الأمثلة كفاءة هذه التقنيات مثل إنتاج التاكسول ، والبودوفيلوتوكسين ، والفيتوين ، أو البربرين من تاكسوس س.

3.2 عمل وقائي للجلد من مضادات الأكسدة المشتقة من النباتات

اكتسبت المنتجات الواقية من الضوء المشتقة من PDBCs اهتمامًا متزايدًا في العقود الأخيرة لأنها يمكن أن تمنع الإجهاد التأكسدي وتلف الأشعة فوق البنفسجية وسرطان الجلد. تم استخدام مضادات الأكسدة الطبيعية ، بما في ذلك البوليفينول والفلافونويد وفيتامين ج وفيتامين هـ ، مؤخرًا في مستحضرات الوقاية من الشمس وفي مستحضرات التجميل نظرًا لخصائصها العالية المضادة للأكسدة ، والتي يمكن أن تشكل حاجزًا وقائيًا ضد الأشعة فوق البنفسجية. يلخص الجدولان 1 و 2 الأبحاث الأكثر صلة التي تم إجراؤها على سلالات الخلايا البشرية والفأرية ، على التوالي ، لدراسة التأثيرات الوقائية للجلد للزيوت الأساسية والمستخلصات النباتية والمستخلصات المشتقة من مزارع الأنسجة النباتية.

4. تقنيات زراعة الأنسجة النباتية لإنتاج مضادات الأكسدة القيمة

يمكن استخدام المزارع النباتية كمصادر طبيعية لمضادات الأكسدة [25]. باستخدام أنظمة الاستزراع هذه ، يمكن إنتاج جزيئات مضادات الأكسدة بكميات كبيرة بغض النظر عن الظروف البيئية. يمكن استخدام العديد من الأساليب في المختبر مثل التكاثر الدقيق ، أو زراعة الجذور في المختبر (الجذور المشعرة) ، أو الكالس والمعلقات الخلوية.

4.1 الجذور العرضية والجذور المشعرة

من الثابت أن الجذور في الجسم الحي تنتج ، في معظم الحالات ، مواد كيميائية نباتية أكثر من الأعضاء النباتية الأخرى. على هذا الأساس ، تم تطوير تقنية في المختبر تعتمد على زراعة الجذر لإنتاج المستقلبات الصيدلانية الثانوية [76]. في المختبر ، توفر الجذور العرضية القدرة على إنتاج المستقلب لفترة طويلة في أنظمة الاستزراع النباتي في المختبر دون فقدان الاستقرار الجيني. تُمنح هذه الخاصية البارزة من خلال الطبيعة شديدة التمايز لمزارع جذور المختبر [77]. يمكن التمييز بين ثقافتين جذريتين مختلفتين: ثقافات جذور مشعرة غير متغيرة ومتغيرة. يمكن الحصول على الجذور غير المحولة من خلال المزارع النباتية في وجود هرمونات نباتية معينة ، والتي من المرجح أن تكون أكسينات مثل حمض الإندول-بوتيريك (IBA) ، أو إندول -3- حمض أسيتيك (IAA) ، أو حمض أسيتيك النفثالين (NAA) ) وحدها ، أو في بعض الحالات يتم دمجها مع السيتوكينين [78]. على عكس مزارع الجذور غير المحولة ، يتم تطوير الثقافات المحولة من خلال تلقيح النباتات المستأصلة مع الجراثيم الجذرية. تم الحصول على الجذور المشعرة المحولة من العديد من أنواع النباتات أحادية الفلقة وثنائية الفلقة. يُعزى نجاح هذه الطريقة في الغالب إلى منطقة T-DNA في بلازميد Ri في Agrobacterium ، والذي يلعب دورًا مهمًا في الإدخال الفعال للحمض النووي الأجنبي أو الخارجي إلى الجينوم النووي لخلية النبات المضيف [77]. تم العثور على أن عملية العدوى مرتبطة بوجود جينات رول في منطقة T-DNA. تشتمل جينات الدور على جينات rolA و rolB و rolC وتفسر تحريض التخليق الحيوي للمستقلب الثانوي ، مع كون rolB هو الأقوى بين الجينات الثلاثة [79]. توفر تقنية التحول إمكانية إدخال ترميز جيني غريب لأنزيمات مسار الأيض الثانوي للنبات العلاجي في الخلايا النباتية لزيادة إنتاج مستقلب معين [77،79]. أبلغت بعض الأبحاث عن نجاح هذه التقنية في إنتاج الجزيئات ذات الأهمية. تم تحقيق إنتاج حمض الروزمارينيك بنجاح باستخدام الجذور الشعرية المحولة التي تم الحصول عليها من زراعة النبتة من سالفيا أوفيسيناليس المنقولة بسلالات أجروباكتيريوم ريزوجينيس A4 و ARCC 15834 [8 0]. تم إنتاج حمض Rosmarinic أيضًا من جذور النخبة المشعرة التي تم الحصول عليها من خلال التحول بوساطة Agrobacterium rhizogene لنباتات Ocimum basilicum و Dracocephalum Moldavia [81،82]. كانت كمية حمض rosmarinic المنتجة متغيرة قليلاً داخل الأنواع ، حيث تراوحت بين 76.41 مجم / جرام من الوزن الجاف الذي تم الحصول عليه باستخدام زراعة جذور الريحان Ocimum و 78.05 مجم / جرام من DW المسجلة باستخدام جذور Dracocephalum Moldavia A. . تم التحقيق سابقًا في إنتاج حمض الروزمارينيك بواسطة Shekarchi et al. (2012) في 21 نوعًا من النباتات تنتمي إلى عائلة Labiatae التي نمت في الطبيعة [83]. أظهر المؤلفون أن محتوى حمض الروزمارينيك يتراوح بين 0 و 58.8 مجم / جرام من DW لأنواع مختلفة ، وهو أقل من القيم التي تم الحصول عليها باستخدام جذور الشعر المحولة. كان محصول الإنتاج باستخدام نظام الاستزراع في المختبر أعلى من الناتج باستخدام الجذور المزروعة في الجسم الحي ، والذي يوفر بديلاً قابلاً للتطبيق لزيادة إنتاج المركبات عالية القيمة.

من المعروف على نطاق واسع أن المركبات الكيميائية التي تفرزها الجذور تمثل مستودعًا لجزيئات الدفاع التي تستخدمها النباتات لتعزيز آليات دفاعها الطبيعي وحماية نفسها من الهجمات المسببة للأمراض [84]. جذبت العديد من مزارع الجذور المشعرة اهتمامًا جديرًا بالملاحظة بسبب مركباتها الكيميائية النباتية عالية القيمة مثل ريسفيراترول من Arachis hypogaea ، وقلويدات الإندول من Catharanthus roseus ، والأرتيميسينين من Artemisia annua ، و camptothecin من Camptotheca acuminata أو Ophiorrhiza pumila [85]. سينا وآخرون. (2018) عن وجود الجلوكوزينات وأحماض الهيدروكسي سيناميك ومشتقات الجلوكوزيد في براسيكا رابا مزارع الجذور الشعرية. أظهر المستخلص المشتق من الكحوليات المائية نشاطًا قويًا مضادًا للميلانين ، وتثبيطًا قويًا لنشاط التيروزيناز داخل الخلايا ، وانخفاضًا كبيرًا في محتوى الميلانين في الخلايا الصباغية الأولية. كان هذا النشاط المضاد للميلانين مشابهًا لإمكانية التثبيط لعقار مثبط التيروزيناز الاصطناعي المعروف ، حمض كوجيك [71]. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر تحضير البروتين السكري الذي تم الحصول عليه من نفس مزارع الجذور المشعرة من براسيكا رابا نشاطًا ناقص الصباغ مماثلًا وتقليل تراكم الميلانين من خلال التنظيم السلبي لنشاط التيروزيناز. كما أنه يتداخل مع سلسلة تحويل الإشارات لتكوين الميلانين وينظم التعبير عن عامل النسخ المرتبط بالميكروفيلم ، والذي يُعرف بأنه المنظم الرئيسي لتخليق الميلانين [71]. أظهرت مزارع الجينسنغ المشعر من باناكس التي أظهرت إفراطًا في التعبير عن جين PAP1 (إنتاج صبغة الأنثوسيانين 1) زيادة في إنتاج مركبات البوليفينول بما في ذلك الأنثوسيانين [85]. علاوة على ذلك ، أظهرت المستخلصات المائية الكحولية التي تم الحصول عليها من مزارع الجذور المشعرة المحولة خصائص حماية الجلد المتميزة ، مع تأثير مثبط قوي ضد إنزيمات الإيلاستاز والتيروزيناز [70 ، 86].

【لمزيد من المعلومات: george.deng@wecistanche.com / WhatApp: 86 13632399501】