低分子ヒアルロン酸パウダーの利点は何ですか?

ヒアルロン酸は、ムコ多糖という大きな分子です一般的に脊椎動物の背骨や一部の細菌のカプセルに見られる。高い粘弾性と可塑性、優れた保水性と浸透性、良好な生体適合性から、ヒアルロン酸は医療、医薬品、化粧品、食品などの分野で広く使用されています。ヒアルロン酸の工業生産は、主に2つの方法によって行われます:動物組織からの抽出と微生物発酵です。ヒアルロン酸の組織からの抽出は、原料の不足と複雑な抽出プロセスによって制限されています。発酵は現在、ヒアルロン酸の工業生産の主要な方法となっています[1]。近年、ヒアルロン酸の生物活性と効果は、その相対分子量(mr)に直接関係しており、分子量の異なるヒアルロン酸は、正反対の生物活性を示すこともあることが分かってきました。

高分子量ヒアルロン酸(mr >2×106)は、弾力性・保湿性に優れ、炎症反応抑制や潤滑作用などの機能を有しています。多くの場合、眼科手術の粘弾性剤や治療のための関節内注射に使用されます。(1-2)×106の範囲のmrを持つヒアルロン酸は、優れた保湿特性、潤滑性、持続的な放出薬効果を有しています。化粧品、目薬、皮膚のやけど治癒と術後の接着防止に使用することができます;≤1×104氏低分子ヒアルロン酸(オリゴ糖ヒアルロン酸とo-hyaluronic酸を含む)のうち、anti-tumorを持つ傷癒やし系で、遺骨や血管新生と免疫効果は将来性が明るいと言える製薬アプリケーション研究員たちの[3]幅広く注目を集めた。小説の構想は、国内外令状がヒアルロン酸研究さとなる。

1低分子ヒアルロン酸粉末の生理機能

低分子ヒアルロン酸ヒアルロン酸オリゴ糖をはじめ、独特の良好な浸透性、優れた生体適合性、吸収性に優れた特性を有しています。主に以下のような生体内の重要な機能を示す。

1.1血管新生促進効果

抑制効果とは対照的に高分子ヒアルロン酸新卵巣形成において、小分子ヒアルロン酸は大動脈と毛細血管の血管内皮細胞の増殖と移動を刺激し、新しい血管の形成を促進します。血管新生は正常な組織の成長と傷の修復に不可欠なプロセスです。そのため、低分子ヒアルロン酸は、老化や放射線治療による血管の減少に対抗することができます。現在のところ、低分子ヒアルロン酸が血管新生を促進するメカニズムはよく分かっていません。研究によると、血管内皮細胞の表面にある受容体やヒアルロン酸結合タンパク質によるシグナル伝達経路のキナーゼの活性化によって、シグナル伝達が引き金となり、何らかの役割を果たすことが示唆されている[3-5]。

1.2創傷治癒の促進

外傷が体の表面に発生した場合,地方ヒアルロン酸コンテンツはすぐに大幅に増加します。高分子量で高濃度のヒアルロン酸は、細胞の移動、増殖、分化、食作用を阻害します。低分子ヒアルロン酸は、真皮に浸透し、酸素フリーラジカルを除去し、酸素フリーラジカルによる損傷から肉芽組織を保護し、炎症因子の発現を促進します。それによって血管新生を促進し、創傷治癒を促進するという目的を達成します[6-7]。

1.3 Immunomodulatory効果

多くの研究がそれを報告しているhigh-molecular-weightヒアルロン酸低分子ヒアルロン酸パウダーは、炎症に対して異なる生理学的反応を示します。高分子ヒアルロン酸はマクロファージの食作用能力を阻害し、低分子ヒアルロン酸はマクロファージによる炎症に関連するいくつかの分子の発現を促進します。knoflach[8]などの研究により、低分子ヒアルロン酸とシクロスポリンを組み合わせて使用すると、臓器移植後の拒絶反応を低減できることが示されています。低分子ヒアルロン酸は細胞表面のcd44受容体に結合し、白血球やt細胞が移植された臓器に入るのを防ぎ、それによって体の拒絶反応を減少させているのではないかと推測されている。ter meerら[9]は、相対分子量800-3200のo-ヒアルロン酸が、ヒトおよびマウスの樹状細胞の成熟を誘導し、樹状細胞によるインターロイキンや腫瘍壊死因子などのサイトカインの産生を促進することを発見した[10]。したがって、免疫細胞の強力な活性化とサイトカイン活性の刺激を通じて、低分子ヒアルロン酸の免疫調節効果が発揮される可能性があります。

1.4骨形成の促進

pilloniら[11]がそれを発見した低分子ヒアルロン酸3×104のmrはでvitroで間葉系細胞の移動と分化を促進し、それによって骨形成を促進する。低分子ヒアルロン酸は、でvitroで培養された骨芽細胞の増殖を促進し、培地中の骨芽細胞の数と個々のコロニーの表面積を増加させることが特許で報告されています。したがって、ヒアルロン酸の関節内注射だけでなく、関節腔を潤滑するだけでなく、細胞の成長を促進しますヒアルロン酸は分解されます時間をかけて低分子ヒアルロン酸に変えていきます

1.5ヒアルロン酸と腫瘍

近年では、間の相関に関する研究が多いヒアルロン酸と腫瘍腫瘍の発生は、体内のヒアルロン酸バランスの重要な変化に関連している可能性があることを発見しました。これらの大きな変化には、ヒアルロン酸の量の変化だけでなく、ヒアルロン酸の分子量の違いも含まれます。内因性低分子ヒアルロン酸は高悪性腫瘍と正の相関があり、外因性低分子ヒアルロン酸は抗腫瘍活性があるという証拠が増えている。

1.5.1ヒアルロン酸と腫瘍の発生

ヒアルロン酸はその重要な成分の一つです細胞外マトリックスです生理学的条件下では、ヒアルロン酸は組織マトリックスの構造的完全性、細胞内の水とタンパク質の動的なバランス、内皮細胞の増殖、細胞認識、細胞運動を維持する上で重要な役割を果たしています。腫瘍が開発を開始すると、ボディ's既存の高分子ヒアルロン酸は、新しい血管の形成を阻害することによって、腫瘍の成長と転移を阻害することができます。しかし、腫瘍細胞やcancer-associated細胞分泌高分子ヒアルロン酸tumor-associatedが、オリジナル前後より、評価構造を破り、腫瘍腫瘍細胞を認め水分チャネルを提供する容易に腫瘍細胞の栄养の流れを腫瘍細胞成長促進転移です同时に、腫瘍細胞急行hyaluronidase (Hyase)高分子を分解し、ヒアルロン酸→小さな分子ヒアルロン酸に炎症反応の釈放要因活性化対策、ステープル表面のCD44受容体による血管内皮細胞とヒアルロンacid-mediated移動の受容体(Rヒアルロン酸MM)、私は細胞外signal-regulatedキナーゼに拡散を刺激し、血管内皮細胞の遊走および微小管形成は、腫瘍の新卵巣形成を促進し、それによって特定の腫瘍の発生および発生につながる[12-14]。

1.5.2低分子ヒアルロン酸と腫瘍の診断

大気汚染の程度high-molecular-weightヒアルロン酸多くの癌患者の腫瘍組織および体液では、正常な人々のものよりも有意に高いです。腫瘍細胞と腫瘍関連間質細胞はヒアルロン酸を高度に発現し、ヒアーゼ活性も上昇する。腫瘍の悪性度が高まると、腫瘍組織におけるヒアルロン酸とヒアーゼの発現が増加し、ヒアルロン酸の分解速度が正常組織よりも高くなり、その結果、低分子ヒアルロン酸のレベルが上昇する。そのため、ヒアルロン酸、ヒアーゼ、低分子ヒアルロン酸は、悪性腫瘍患者の組織や体液に高度に発現しており、悪性腫瘍の診断やモニタリングに重要な役割を果たしています。分子量の大きいヒアルロン酸は体内で分解しやすく、ヒアーゼの滞留時間が短く検出が難しいことから、低分子ヒアルロン酸は腫瘍検出の重要なマーカーと考えられています。高レベルの低分子ヒアルロン酸は、しばしば悪性度が高く、予後不良であることを示している。同時に、低分子ヒアルロン酸レベルは、腫瘍の病期および悪性度と正の相関を示している。したがって、体組織および体液中のヒアルロン酸レベルは、腫瘍の早期転移、再発および臨床病期分類のための重要な基準指標として使用することができる[14]。関連する検出試薬の開発は、応用の可能性が高い。

1.5.3ヒアルロン酸の抗腫瘍効果

内因性低分子ヒアルロン酸腫瘍の悪性度と正の相関があるが、外因性低分子ヒアルロン酸は抗腫瘍効果がある[2-3,14]。gヒアルロン酸takら[15]は、外因性低分子ヒアルロン酸がでvitroでマウスta3 /st乳がん細胞、ラットc6神経膠腫細胞、ヒトhct腫瘍細胞、ヒトlx1肺がん細胞の増殖を阻害し、その阻害率は50 ~ 100%であることを発見した。さらなる研究により、外因性低分子ヒアルロン酸は、ホスホリパーゼ3-キナーゼの活性とセリン/スレオニンプロテインキナーゼのリン酸化を阻害することによって、様々な種類の腫瘍細胞の増殖を阻害することが分かっている。この機構はcd44受容体への競合的結合に関係している可能性がある。同時に、外因性低分子ヒアルロン酸は、樹状細胞を活性化することにより、がん細胞に対する免疫殺滅効果を高め、がん細胞の増殖と増殖を阻害します[2,16]。

1.5.4標的癌治療のためのヒアルロン酸および薬物キャリア

抗腫瘍薬の最大の欠点は、特異性が低いことです。腫瘍細胞を攻撃する一方で、正常な組織も攻撃し、深刻な副作用を引き起こします。腫瘍薬による標的治療は、抗腫瘍薬の副作用を大幅に減少させることができます。いくつかの固形腫瘍や転移リンパ球は、その表面に多数のヒアルロン酸cd44受容体とrヒアルロン酸mmを持っているので、それらはaを持っているヒアルロン酸に対する強い親和性ヒアルロン酸は、抗腫瘍薬の標的キャリアとして使用することができます。小さめの麻薬分子評価構造を堅持ヒアルロン酸薬を接合分子をヒアルロン酸たり麻薬キャリアと対象にできるステープル腫瘍細胞の表面に受容体麻薬腫瘍組織に入る分子増設許容の薬antitumorダウンタイムが増加吸収および保持腫瘍やリンパ節に見られる—減らしたおかげ効き目が向上したと毒性副作用[、下郡は6]~。

2低分子ヒアルロン酸の調製方法

重要な生理活性と特別な生理機能のため低分子ヒアルロン酸低分子ヒアルロン酸パウダーの調製は、国内外で熱い研究課題となっている。現在、低分子ヒアルロン酸は主に物理的、化学的、酵素的分解法によって、高分子ヒアルロン酸を低分子ヒアルロン酸に分解しています[6,17]。近年、多くの研究者が、発酵条件を制御し、菌株を改良することによって、低分子ヒアルロン酸を直接発酵・生産しようと試みています。

2.1物理的劣化方法

酸素になどによる物理的要因と暖房用装置、機械爪用装置、紫外線、超音波検査γ-ray部に正确に放射线を招くことすべて致密化や高圧均质化ヒアルロン酸の分解。物理的な分解方法には、明確な原理、分解プロセス中に試薬を追加する必要がないこと、後処理が簡単であること、得られた低分子ヒアルロン酸のmr分布が狭いこと、そして優れた熱安定性という利点があります。

2.2化学分解法

化学ヒアルロン酸の分解方法主にアルカリ加水分解、酸加水分解、酸化分解が含まれます。通常、アルカリ加水分解には水酸化ナトリウムが、酸加水分解には濃塩酸が、酸化分解には次亜塩素酸ナトリウム(naclo)と過酸化水素(h2o2)が使用されます。生成物の分子量は、phまたは酸化剤の量および反応時間を変更することによって制御できます。化学分解は安価で大量生産が容易であるが、製品には化学試薬の残留物が含まれている可能性がある。さらに、化学的分解、特に酸化的分解は、ヒアルロン酸モノマー中のアルデヒドやヒドロキシ基を変化させることがあります。したがって、化学的方法によって生成される低分子ヒアルロン酸の生物学的活性は大きく異なる可能性があります。

2.3生化学劣化

生体高分子の酵素的加水分解は、その高い特異性、穏やかな反応条件、副生成物の欠如のため、しばしば高分子分解に好まれる。ヒアルロン酸を特異的に分解する酵素は、ヒアルロニダーゼとコンドロイチン硫酸リアーゼである。しかし、ヒアルロニダーゼやコンドロイチン硫酸リアーゼの供給源は非常に限られており、また高価であるため、その利用は非常に制限されている。ヒアルロニダーゼは、分離と精製が困難であるため、長い間無視され、研究上の重要性が低いと考えられてきた。近年、低分子ヒアルロン酸の重要性が発見され、ヒアルロニダーゼが薬剤透過性、麻酔補助剤、術後の腫れ軽減剤として臨床開発されたことにより、ヒアルロニダーゼのあらゆる側面に関する研究が人々を惹きつけている' s[18]注目を集めている。酵素加水分解は理想的な調製法である低分子ヒアルロン酸特異性が高いため、反応条件は穏やかで、多糖類の構造は変化しません。分解時間を制御することで、異なる分子量のヒアルロン酸を得ることができます。

2.4低分子ヒアルロン酸粉末発酵

2.4.1ヒアルロン酸シンテターゼ遺伝子改変

のヒアルロン酸の合成細胞では、複数の酵素の参加が必要です。その中で、ヒアルロン酸合成酵素(ヒアルロン酸合成酵素、ヒアルロン酸s)は、ヒアルロン酸の合成経路における重要な酵素です[1]。pummillら[19]は、異なるヒアルロン酸sのアミノ酸配列の違いと、合成されたヒアルロン酸の相対分子量との関係を分析した。ヒアルロン酸の相対分子量は、ヒアルロン酸合成酵素の一次構造に関係していると結論付けた。

その後、weigelら[20]はpummill&を確認した#streptococ地域は依然激しい攻撃suisヒアルロン酸合成酵素(se-hya)の4つのcys残基にポイント変異を導入することによる推定。se-hyaのcys262とcys281がalaに変異したとき、ヒアルロン酸分子量は野生型のわずか62%であった[21]。さらに、se-ha sのlys48残基(gluまたはpheに変異)を修飾すると、ヒアルロン酸の分子量を減らすことができる。se-ha s中のlys48とglu327が同時に変異したときヒアルロン酸の最小分子量得られたmdaは0.6 mdaで、野生型のわずか17%である[22]。以上の研究結果は、ha s遺伝子株を形質転換することで、小分子ヒアルロン酸を産生する株が得られ、発酵によって安定した小分子ヒアルロン酸が得られることを示している。

2.4.2中間発酵製品の制御ヒアルロン酸分子量

pummillら[19]は、ヒアルロン酸合成酵素の触媒活性の相対的な強さと基質への結合能力が、ヒアルロン酸分子量を調節することを最初に確認した。

のヒアルロン酸の分子量ヒアルロン酸合成酵素によって合成されると、前駆体のオリゴ糖鎖の濃度、基質の濃度、および合成過程におけるヒアルロン酸合成酵素の濃度に対する2つの比率に影響される。shengらは[23]streptococcus zooepidemicus ヒアルロン酸synthase遺伝子とugd遺伝子を2つの異なる誘導性プロモーターのコントロール下に置き、それをlactococcus lactisに導入した。生合成ヒアルロン酸の分子量は、基質濃度とヒアルロン酸s濃度の比に影響され、この比は生合成ヒアルロン酸の分子量と正の相関があることが確認されました。同時に、ウリジン二リン酸グルクロン酸合成に関連する遺伝子の過剰発現もヒアルロン酸の分子量を減少させる可能性があります。そのため、発酵中の中間発酵生成物を制御することで、ヒアルロン酸の分子量を制御することができます。

2.4.3発酵培養条件はヒアルロン酸分子量に影響を与える

発酵培養条件は収量を左右する重要な要因であるヒアルロン酸の分子量。適切な発酵条件は、細菌の成長を促進するだけでなく、基質を利用する微生物の能力を向上させ、代謝を生成物の合成に直結します。armstrongら[24]は、温度が37°cより高いか低いと、ヒアルロン酸の収率と分子量が低下することを発見した。ヒアルロン酸の分子量は培地中の酸素含有量と密接に関係しています。酸素含有量が多いほど、高分子ヒアルロン酸の合成が促進され、無酸素状態では、低分子ヒアルロン酸の合成が促進されます。グルコースサプリメントを用いて培養したヒアルロン酸の相対分子量は、同じ条件下でのバッチ培養よりも有意に低い[25]。

3結論

ヒアルロン酸多くの優れた生物活性を持つ。特に、低分子ヒアルロン酸は、炎症の発生を抑制し、血管新生を促進し、簡単に真皮に浸透し、皮膚の新陳代謝を調節し、血液循環を促進し、創傷治癒を促進し、抗腫瘍活性を持っています。免疫細胞やサイトカインの活性化剤でもある。医療研究分野への応用が期待されています。同時に、低分子ヒアルロン酸は皮膚にも経口にも容易に吸収され、より大きな分子ヒアルロン酸よりも生物学的製剤の開発において優位性を持っています。このため、研究に備えたlow-molecularヒアルロン酸特に遺伝子工学症やメタボリックエンジニアリング手法敬称の使い方にも人工菌株の構築を生産low-molecular-weightヒアルロン酸の制御の効果的な方法によって設置などの発酵low-molecular-weightヒアルロン酸製品、重要な理論の意味を持つだけでなく、市場の需要も。

参照

[1] jiang yc, jiang sy, fu fm, et al。ヒアルロン酸の生合成経路と遺伝子工学に関する研究の進展[j]。中国生物工学会誌,2015,35(1):104-110。

[2] micha sk, jerzy zn。ヒアルロン酸:新規抗がん治療に向けて[j]。 薬理作用记事、2013年、65(5):1056-1074。

【3】黄岳山、潘伊明、薛景。相対分子量の異なるヒアルロン酸の機能と応用に関する研究[j]。透析と人工臓器,2011,22(2):10-13。

[4]西 DCクマールは S。 の 効果 hyaluronate と ◆oligosaceharides  に  内皮  セル 拡散 と単一基板70 a 過ごすか[J] EXP  セル 1989年「Res publica 183(1): 179-196。

[5]羅宇 センチ、デボ TB Datta K。 ヒアルロン 酸 誘導ヒアルロン 酸 ステープル タンパク質 リン酸化 と- ositol リン酸 形成 in  リンパ球[J]。生化学  &  分子  生物学  1996年国際40(2):327-337。

[6] cui xiangzhen, wang fengshan, liu aihua, et al。低分子・オリゴマー透明ヒアルロン酸の研究成果[j]。2006年(平成18年)3月6日-9日。

[7] trabucchi e, pallotta s, morini m,et al  hyaluronic   酸   防ぐ  酸素  自由   急進的なダメージ に 肉芽组织  中 傷 ヒーリングか[J]ですInt J 組織 2002年反応、24(2):65-71。

[8] Knoflach A、吾妻 H、Magee C、ら Immunomod - ulatory の機能 低-molecular 体重 hyaluronateで 急性のラット腎同種移植 拒否 モデルか[J]。Jは Soc 1999年Nephrol 10 (5): 1059-1066

[9] Termeer C、Sleeman JPサイモンだ JC。 Hyaluronan-magic接着剤  ため  の  規制  の  の 免疫 応答か[J]。動向 in  2003年免疫24(3):112-114。

【10】柯春林、曽暁雄。ヒアルロン酸の生物活性に関する研究の進展[j]。中国の医薬バイオテクノロジー,2009,4(2):148-151。

[11] PilloniでバーナードGWますが低分子ヒアルロン酸 acid    骨を接ぐ増加 体外か[J] ^ a b c d e f g h『人事興信録』772頁。

【12】曲蕾,集生麗。ヒアルロン酸とヒアルロニダーゼと腫瘍との関係[j]。中国生化学薬品学会誌,2007,28(2):127-129。

[13] Kouvidi K Berdiaki A Nikitovic D et アル 役割 の 受容体をヒアルロン acid-mediated運動(RHAMM) 低 分子量 hyaluronan(LMWHA) -mediat - エド fibrosarcoma セル 接着か[J]です。J Biol 2011年化学、286(44才):38509-38520。

[14] yu m, du y, gao f .腫瘍の診断および治療における高分子およびオリゴマーヒアルロン酸の研究進展[j]。2014年(平成26年):374-377。

【15位】Ghatak S议论し S Toole B Hyaluronan oligosaccha - 乗って  抑制  アンカレジ-independent  成長  の  腫瘍 細胞 によって 鎮圧 のphosphoinositide 3-Kinase / Akt セル 生存 か[J]経路がありJ Biol 2002年化学、277(41):38013-38020。

[16] Alaniz 8 L 5インチ M、ガルシア MG、et 低分子量アル  hyaluronan  preconditioning   の  腫瘍 -pulsed樹枝状 細胞 することが 渡り鳥 能力 と - duces 免疫 反対 murine 大腸癌[J]。がん Immunol 2011年Immun、60(10日):" 1383-1395。

【17】柯春林、喬deliang、曽xiaoxiong。低分子ヒアルロン酸とその抗酸化活性の調製[j]。食品産業科学技術,2010,31(1):107-111。

[18] wu jianying, chen yihan。ヒアルロニダーゼの研究状況と展望[j]。^ a b c de f g h『近代化学工業』、2014年、34(5):47-52

[19] pummill pe, deangelis pl . polysacchaの変異—脊椎動物ヒアルロン酸syn—thaseのライドサイズ分布[j]。2003年J Biol化学278(22):19808-19814。

【20 Weigel PH】Baggenstoss BA。ヒアルロン酸合成酵素の重合活性と生成物サイズの制御は、保存されたシステインの突然変異によって脱結合することができる離散的な酵素機能である[j]。2012年Glycobiology、第22(10):1302-1310に。

[21]メディナ AP、イム ジョシュ、Weigel PH.Hyaluronan シンターゼ仲介   染料   転地    全国   liposomal   mem - branes [J]。BMC 2012年生化学、13(2):があったチェルノイヤ刑務所にいる

[22] kumari k, baggenstoss ba, parker al,et al.ヒアルロン酸合成酵素ファミリーに保存されている2つの膜内極性残基の変異は、ヒアルロン酸生成量を変化させる[j]。2006年J Biol化学、281(17):11755-11760。

[23]笙 表現drz玲子 PX、朱 XQメトロ・カードとデビッド al.Use の 誘導  発起人 に 規制 hyaluronan  シンターゼ と UDP -  glucose-6 -dehydrogenase の ストレプトコッカス属  zooepidemi -  cus  表情  in   Lactococcus  ラクチン:ヒアルロン酸ポリマーの制御機構のケーススタディ[j]。2009年JたらMicrobiol、107(1):136-144。

[24] armstrong d, johns氏培養条件はstreptococcus zooepidemicusが産生するヒアルロン酸の分子量特性に影響を与える[j]。たらEnvi - 1997年(平成9年)ロンMicrobiol(63): 2759-2764。

[25]劉麗、王強、陳永豪。ヒアルロン酸製造のための微生物発酵の研究[j]。2009年発酵业、35(2):125-129。