目前，“抗光”產(chǎn)品趨于細分化，除防曬之外，“抗藍光”、“防光損傷”、“抗光老化”等功能頻頻出現(xiàn)。隨著國內消費者對“藍光”的科學認知不斷加深，企業(yè)對于藍光作用機理、具有藍光防護功效的原料及產(chǎn)品的研究都在不斷深入。

藍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、電腦、電視的電子屏幕，以及LED燈和熒光燈。藍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、藍光損傷皮膚作用機理 

太陽輻射指到達地球表面的連續(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，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

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

從外在表象上看，藍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。長時間暴露在藍光下會使皮膚出現(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藍光導致皮膚色素沉著的分子機制

視蛋白3（Opsin3），是調節(jié)黑色素細胞存活的關鍵蛋白質分子。Opsin3與輔因子11-順式視黃醛共價連接構成視色素，視色素感知藍光后，11-順式視黃醛發(fā)生異構化變?yōu)槿词揭朁S醛，導致受體的激活。隨后引起Ca 2+發(fā)生內流，造成細胞質基質Ca 2+濃度增高，Ca 2+ 相關信號通路被激活，引起酪氨酸（TYR）和多巴色素互變異構酶（DCT）的表達，從而導致黑色素顆粒的釋放，引起皮膚色素沉著。Mahmoud、Duteil等研究者進一步研究發(fā)現(xiàn)，中國人群受到藍光照射可能更容易引起皮膚色素沉著。

圖注：藍光通過膜蛋白促進黑色素的形成

②藍光導致皮膚光老化的分子機制抑制

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

A2E介導藍光對細胞的損傷有兩個方面：首先，A2E受到藍光的影響，導致溶酶體跨膜電子梯度破壞，使溶酶體酶和ROS釋放到細胞質中，引起細胞凋亡；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因子、Apaf、凋亡誘導因子（AIF）等，啟動線粒體途徑介導的細胞凋亡過程。

圖注：藍光通過ROS和A2E途徑引起皮膚光老化

02、抗藍光成分在化妝品中的應用 

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

①無機防曬劑也有藍光防護作用

氧化鋅（ZnO）和二氧化鈦（TiO2）是無機紫外線吸收劑，也被發(fā)現(xiàn)可以有效地防止藍光損傷。氧化鋅也常用作局部用藥的皮膚保護劑，可舒緩皮膚，并提供保護性屏障。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光防護功效。氧化鐵可通過中和配方中由TiO2產(chǎn)生的藍色來改善皮膚外觀。

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，可以對酷氨酸酶進行有效地調解，進而能夠對由藍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。

因為沒有特定技術、設備或標準化方法來驗證化妝品抗藍光宣稱，以往常用對比觀察皮膚宏觀狀態(tài)的方法進行評估。隨著體外替代實驗的研究、驗證與新評價技術等研究應用日益發(fā)展，體外細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展為化妝品抗藍光功效提供了更科學、更精確的體外評價模型。

03、細胞實驗評價藍光防護功效

目前，市場上用于化妝品及生物醫(yī)藥體外評價的 2D 人皮膚細胞模型有人角質形成細胞 ( Human Epidermal Keratinocytes，NHEKs)、人永生化角質形成細胞（Human Immortalized Keratinocytes，HaCaT）、人黑素細胞（Melanocyte，MC）和人成纖維細胞（Human Dermal Fibroblasts，HDF）等，且以上模型可以實現(xiàn)細胞的大規(guī)模擴增，為進一步開展相關實驗提供了很好的基礎條件。

圖注：HaCaT、B16、HDF是4X顯微鏡下細胞形態(tài)

環(huán)特化妝品臨床研究中心運用藍光對皮膚損傷原理，對人永生化表皮細胞HaCaT進行藍光照射實驗，并通過計算細胞的保護率來判斷受試物對皮膚抵抗藍光是否具有防護作用。

體外細胞實驗還可以通過統(tǒng)計活性氧自由基數(shù)量，換算受試物ROS清除作用；測定皮膚屏障相關基因表達TGM1相對表達量；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光防護作用。

【結果展示：展示圖片僅供參考，實際實驗組別依據(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度也可以用來評價受試物的抗藍光防護作用。正常細胞（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，而細胞中的綠色熒光很弱；使用細胞凋亡誘導劑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胞漿中，此時線粒體內紅色熒光強度顯著降低，而細胞漿中綠色熒光顯著增強。

隨著越來越多關于藍光對皮膚影響的研究結果發(fā)表，消費者對藍光導致的皮膚損傷認識也在逐漸深入。有研究顯示，不同膚色對光損傷的防護程度不同，相比于歐美人群，藍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)抗藍光產(chǎn)品任重道遠。

環(huán)特化妝品臨床研究中心結合藍光對皮膚的損傷機理，以體外細胞實驗技術驗證抗藍光產(chǎn)品的功效，助力化妝品企業(yè)對藍光的深度研究。并深度融合細胞、斑馬魚和人體功效等技術手段為企業(yè)提供化妝品CRO服務，以期促進抗藍光技術的快速發(fā)展與革新，促進抗藍光原料、配方的篩選與驗證，為國貨在美妝品牌在“抗藍光”賽道上的持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術評價支持。

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