目前，“抗光”產(chǎn)品趨于細(xì)分化，除防曬之外，“抗藍(lán)光”、“防光損傷”、“抗光老化”等功能頻頻出現(xiàn)。隨著國內(nèi)消費(fèi)者對“藍(lán)光”的科學(xué)認(rèn)知不斷加深，企業(yè)對于藍(lán)光作用機(jī)理、具有藍(lán)光防護(hù)功效的原料及產(chǎn)品的研究都在不斷深入。

藍(lán)光最主要的來源就是日曬，其他來源還包括電子屏幕，比如手機(jī)、電腦、電視的電子屏幕，以及LED燈和熒光燈。藍(lán)光是具有較高能量的光線，在可見光的光譜上處在400nm-480nm之間，在可見光里能量最高的波段。

01、藍(lán)光損傷皮膚作用機(jī)理 

太陽輻射指到達(dá)地球表面的連續(xù)電磁輻射，可分為紅外光、可見光和紫外光，各波段對皮膚產(chǎn)生的影響不同。藍(lán)光在陽光下的豐度是UVR中UVA的兩倍多，其穿透能力較紫外線更強(qiáng)，對人的皮膚也能產(chǎn)生類似紫外線的損傷。

圖注：太陽光中各波段對皮膚產(chǎn)生的影響

藍(lán)光可以穿透皮膚表層而到達(dá)真皮層，在長時(shí)間的照射下，細(xì)胞中的線粒體會產(chǎn)生活性氧自由基，并與線粒體、DNA和脂肪類的細(xì)胞發(fā)生氧化反應(yīng)，使線粒體和DNA受到損傷，對細(xì)胞膜功能起到抑制作用，影響其再次生長與發(fā)育，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞受到損傷失去活力，最終死亡。

從外在表象上看，藍(lán)光對皮膚的危害主要表現(xiàn)為黑色素沉著，使皮膚變得松弛，失去彈性，加速皮膚的衰老速度。長時(shí)間暴露在藍(lán)光下會使皮膚出現(xiàn)色素沉著、老化、敏感和干燥等現(xiàn)象。目前，藍(lán)光引起皮膚損傷主要體現(xiàn)在引起皮膚色素沉著和皮膚光老化。

①藍(lán)光導(dǎo)致皮膚色素沉著的分子機(jī)制

視蛋白3（Opsin3），是調(diào)節(jié)黑色素細(xì)胞存活的關(guān)鍵蛋白質(zhì)分子。Opsin3與輔因子11-順式視黃醛共價(jià)連接構(gòu)成視色素，視色素感知藍(lán)光后，11-順式視黃醛發(fā)生異構(gòu)化變?yōu)槿词揭朁S醛，導(dǎo)致受體的激活。隨后引起Ca 2+發(fā)生內(nèi)流，造成細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Ca 2+濃度增高，Ca 2+ 相關(guān)信號通路被激活，引起酪氨酸（TYR）和多巴色素互變異構(gòu)酶（DCT）的表達(dá)，從而導(dǎo)致黑色素顆粒的釋放，引起皮膚色素沉著。Mahmoud、Duteil等研究者進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，中國人群受到藍(lán)光照射可能更容易引起皮膚色素沉著。

圖注：藍(lán)光通過膜蛋白促進(jìn)黑色素的形成

②藍(lán)光導(dǎo)致皮膚光老化的分子機(jī)制抑制

與紫外線一樣，藍(lán)光照射也會顯著提高細(xì)胞內(nèi) ROS 水平。線粒體是細(xì)胞內(nèi)發(fā)生氧化應(yīng)激，產(chǎn)生ROS的主要場所，同時(shí)是調(diào)控細(xì)胞凋亡的內(nèi)在途徑。通過吸收藍(lán)光（410~ 440 nm）發(fā)生氧化反應(yīng)，誘導(dǎo)ROS的形成。ROS的增多激活細(xì)胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路，使下游轉(zhuǎn)錄因子c-Jun N端激酶（JNK）、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和p38磷酸化，激活轉(zhuǎn)錄活化因子（activator protein 1，AP-1），抑制新的膠原蛋白的合成和促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的表達(dá)，降解皮膚中的膠原纖維，從而導(dǎo)致皮膚光老化。

A2E介導(dǎo)藍(lán)光對細(xì)胞的損傷有兩個(gè)方面：首先，A2E受到藍(lán)光的影響，導(dǎo)致溶酶體跨膜電子梯度破壞，使溶酶體酶和ROS釋放到細(xì)胞質(zhì)中，引起細(xì)胞凋亡；其次線粒體膜上的A2E引起線粒體膜異常，促使線粒體釋放死亡促進(jìn)因子、Apaf、凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）等，啟動線粒體途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過程。

圖注：藍(lán)光通過ROS和A2E途徑引起皮膚光老化

02、抗藍(lán)光成分在化妝品中的應(yīng)用 

護(hù)膚產(chǎn)品，化妝品和防曬霜都可以宣稱提供藍(lán)光防護(hù)。作為一種新趨勢，防藍(lán)光成分的開發(fā)應(yīng)用在不斷拓寬，基本圍繞阻礙藍(lán)光吸收、抗氧化劑的緩解色素沉淀等機(jī)理挖掘。

①無機(jī)防曬劑也有藍(lán)光防護(hù)作用

氧化鋅（ZnO）和二氧化鈦（TiO2）是無機(jī)紫外線吸收劑，也被發(fā)現(xiàn)可以有效地防止藍(lán)光損傷。氧化鋅也常用作局部用藥的皮膚保護(hù)劑，可舒緩皮膚，并提供保護(hù)性屏障。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，氧化鐵可以改善含有多功能涂層的氧化鋅和二氧化鈦顆粒的防曬霜的藍(lán)光防護(hù)功效。氧化鐵可通過中和配方中由TiO2產(chǎn)生的藍(lán)色來改善皮膚外觀。

②植物提取物的抗氧化作用，緩解色素沉著

富含谷維素、類胡蘿卜素等防護(hù)劑和富含花青素、黃酮、生育酚等的植物提取物有很好的抗氧化作用，可以對酷氨酸酶進(jìn)行有效地調(diào)解，進(jìn)而能夠?qū)τ伤{(lán)光引起的黑色素沉著起到較好的抑制作用。例如，Vaccinium Vitis-Idaea Fruit（Lingostem，Provital）是越橘干細(xì)胞，其中含有高水平的多酚，因此具有抗氧化活性。植物成分的熱門原料還包括蝴蝶姜植物，大米，可可種子，胡蘿卜根和種子和萬壽菊等提取物。

因?yàn)闆]有特定技術(shù)、設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn)化方法來驗(yàn)證化妝品抗藍(lán)光宣稱，以往常用對比觀察皮膚宏觀狀態(tài)的方法進(jìn)行評估。隨著體外替代實(shí)驗(yàn)的研究、驗(yàn)證與新評價(jià)技術(shù)等研究應(yīng)用日益發(fā)展，體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展為化妝品抗藍(lán)光功效提供了更科學(xué)、更精確的體外評價(jià)模型。

03、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)評價(jià)藍(lán)光防護(hù)功效

目前，市場上用于化妝品及生物醫(yī)藥體外評價(jià)的 2D 人皮膚細(xì)胞模型有人角質(zhì)形成細(xì)胞 ( Human Epidermal Keratinocytes，NHEKs)、人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞（Human Immortalized Keratinocytes，HaCaT）、人黑素細(xì)胞（Melanocyte，MC）和人成纖維細(xì)胞（Human Dermal Fibroblasts，HDF）等，且以上模型可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的大規(guī)模擴(kuò)增，為進(jìn)一步開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供了很好的基礎(chǔ)條件。

圖注：HaCaT、B16、HDF是4X顯微鏡下細(xì)胞形態(tài)

環(huán)特化妝品臨床研究中心運(yùn)用藍(lán)光對皮膚損傷原理，對人永生化表皮細(xì)胞HaCaT進(jìn)行藍(lán)光照射實(shí)驗(yàn)，并通過計(jì)算細(xì)胞的保護(hù)率來判斷受試物對皮膚抵抗藍(lán)光是否具有防護(hù)作用。

體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)還可以通過統(tǒng)計(jì)活性氧自由基數(shù)量，換算受試物ROS清除作用；測定皮膚屏障相關(guān)基因表達(dá)TGM1相對表達(dá)量；檢測炎癥因子IL-1α、IL-6、IL-8或TNFα的分泌量等來判定受試物的抗藍(lán)光防護(hù)作用。

【結(jié)果展示：展示圖片僅供參考，實(shí)際實(shí)驗(yàn)組別依據(jù)合同而定】

圖片來源：環(huán)特生物智魚優(yōu)檢

另外，觀察對比線粒體電位的熒光強(qiáng)度也可以用來評價(jià)受試物的抗藍(lán)光防護(hù)作用。正常細(xì)胞（vehicle）線粒體膜電位較高，熒光探針以聚合物形式存在于線粒體中，呈明亮的紅色熒光，而細(xì)胞中的綠色熒光很弱；使用細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑CCCP處理后線粒體膜電位下降，熒光探針不能以聚合物形式存在線粒體中，而是以單體形式存在于細(xì)胞漿中，此時(shí)線粒體內(nèi)紅色熒光強(qiáng)度顯著降低，而細(xì)胞漿中綠色熒光顯著增強(qiáng)。

隨著越來越多關(guān)于藍(lán)光對皮膚影響的研究結(jié)果發(fā)表，消費(fèi)者對藍(lán)光導(dǎo)致的皮膚損傷認(rèn)識也在逐漸深入。有研究顯示，不同膚色對光損傷的防護(hù)程度不同，相比于歐美人群，藍(lán)光對中國人群的皮膚影響最為顯著，國產(chǎn)化妝品企業(yè)開發(fā)抗藍(lán)光產(chǎn)品任重道遠(yuǎn)。

環(huán)特化妝品臨床研究中心結(jié)合藍(lán)光對皮膚的損傷機(jī)理，以體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)技術(shù)驗(yàn)證抗藍(lán)光產(chǎn)品的功效，助力化妝品企業(yè)對藍(lán)光的深度研究。并深度融合細(xì)胞、斑馬魚和人體功效等技術(shù)手段為企業(yè)提供化妝品CRO服務(wù)，以期促進(jìn)抗藍(lán)光技術(shù)的快速發(fā)展與革新，促進(jìn)抗藍(lán)光原料、配方的篩選與驗(yàn)證，為國貨在美妝品牌在“抗藍(lán)光”賽道上的持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)評價(jià)支持。

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