前沿
手性原料在皮肤健康中的关键作用与展望
江南大学王靖团队Commentary评述论文
手性是生物活性分子的固有结构属性，立体构型可显著影响分子的生物学活性与代谢特征。近期，江南大学化妆品学院王靖教授课题组刘冰雪副教授在《Cosmetics》期刊发表Commentary评述文章Chiral Bioactive Molecules in Cosmetics: Advantages and Opportunities，从作用机制、活性差异、安全特性、研究局限四个维度系统梳理手性原料在皮肤健康领域的研究现状，为后续相关研究与应用提供参考。
一、皮肤手性微环境对活性分子存在立体选择性识别
皮肤是具有高度手性特征的生物微环境，构成角质层的脂质分子、细胞膜表面受体、皮肤内代谢酶与转运蛋白均为具有特定空间构象的手性生物大分子，其与外源活性分子的相互作用遵循立体选择性识别规律。仅空间构型与靶点匹配的活性分子，能够高效穿透角质屏障，与靶点蛋白形成稳定特异性结合并发挥生理作用；构型不匹配的对映体透皮效率低下，进入皮肤后易被快速代谢清除，部分异构体还可能因非特异性相互作用引发不良反应。
从分子作用机制来看，生物活性的实现依赖靶点蛋白对底物分子的精准识别，因此分子手性中心的立体构型是决定其生物学活性强弱的核心结构因素。同一化合物的不同对映体，可因立体构型的细微差异表现出截然不同的靶点结合能力，进而在透皮效率、功效强度与代谢特征上产生显著分化，这是手性原料产生功能差异的底层逻辑。
二、手性构型对皮肤生物活性存在数量级的差异影响
分子立体构型可从靶点抑制效率、细胞摄取能力、体内留存时长三个层面调控皮肤生物活性，多种经典活性物的不同异构体之间功效差距可达十倍级别。
在酶活性抑制层面，手性构型对靶点结合效率的影响最为直观。α- 熊果苷作为 β- 熊果苷的端基差向异构体，对黑素合成关键酶酪氨酸酶的抑制活性可达 β- 熊果苷的 10 倍以上；由不同立体构型鞘氨醇制备的神经酰胺，对鞘磷脂合成酶的抑制活性最高相差 10 倍，可直接调控角质层脂质稳态与屏障锁水能力。
在细胞摄取与体内留存层面，手性构型直接决定活性分子的生物利用度与作用时长。L - 麦角硫因可被皮肤细胞高效摄取并发挥胞内抗氧化作用，D - 麦角硫因细胞摄取能力较差；L - 抗坏血酸是唯一具备完整生物活性的维生素 C 构型，可有效促进胶原蛋白合成，D - 抗坏血酸则活性较弱。
天然来源与人工合成的活性物均遵循上述规律。特定立体构型的水飞蓟素口服生物利用度可达其非对映异构体的 10 倍，R - 甘草素的生物利用度约为 S - 甘草素的 3 倍。抗炎活性方面，手性富集的黄烷醇对炎症因子白细胞介素分泌的抑制作用，显著优于其对映体与消旋混合物；(-)-α- 红没药醇是兼具抗炎活性与良好细胞相容性的天然优势构型，其异构体 (+)- 表 -α- 红没药醇虽促伤口愈合活性更强，但对成纤维细胞的细胞毒性也同步升高。合成类活性物中，玻色因促进糖胺聚糖与胶原蛋白合成的核心活性，依赖 β-C 糖苷键的特定手性结构。
三、手性纯原料可降低皮肤刺激风险
消旋混合物中低效或无效对映体的存在，不仅会稀释整体功效，还可能带来额外的皮肤安全风险。单一高光学纯手性原料可消除非优势异构体引发的非特异性相互作用，减少潜在的炎症刺激风险，更适配屏障功能脆弱的皮肤护理需求。
细胞层面的研究数据可佐证该结论：不同立体构型的化合物在细胞毒性上存在显著分化，低浓度下 α- 熊果苷对特定细胞系的毒性略高于 β- 熊果苷；(+)- 表 -α- 红没药醇的成纤维细胞毒性显著高于天然左旋构型。上述结果提示，消旋原料中的非优势构型可能成为皮肤刺激的潜在来源。采用纯化后的单一优势活性构型，可在实现同等功效的前提下降低原料添加量，减少无效成分带来的皮肤代谢负担，从结构层面提升原料的安全性与使用耐受性。
四、手性原料的应用研究存在的局限
尽管手性原料的皮肤健康价值已得到初步验证，但其规模化应用仍面临多方面的研究局限，核心体现在三个维度。
第一，基础构效研究覆盖不足。目前仅少数经典原料具备较为系统的手性活性对比数据，大量常用化妆品原料的立体异构体活性、代谢路径与安全性尚未得到明确解析，诸多手性分子的立体选择性作用机制仍有待阐明。
第二，体内与配方层面的研究数据匮乏。现有研究多基于体外细胞模型开展，针对人体皮肤的透皮递送效率、长期使用安全性、临床功效验证的数据仍较为稀缺；同时，手性分子的构型稳定性易受配方体系 pH、温度、共存成分等因素影响，部分构型易发生消旋化导致活性衰减，相关的配方稳定性调控、配伍禁忌研究仍较为欠缺。
第三，手性纯度的标准体系尚未完善。手性纯度是保障手性原料功效与安全的核心指标，但目前行业内尚未形成统一的手性纯度检测标准与规范，在已使用化妆品原料目录中标注不足，原料品质管控难度较大。
总结
综上，手性立体构型是决定皮肤活性原料功效强度、作用效率与安全性能的核心结构要素。皮肤手性微环境的立体选择性筛选机制，是手性原料发挥差异化作用的根本基础；在此机制下，不同立体构型的生物活性分子在色素调控、氧化防御、炎症调节、屏障稳态等多个皮肤生理维度表现出数量级的活性差异；同时，纯化单一优势手性构型可有效降低潜在刺激风险，提升原料的使用安全性与耐受性。
未来可从四个方向推进相关研究与应用：一是发展酶催化、微生物发酵等绿色生物制造技术，低成本制备高光学纯手性原料，推动手性原料的应用普及；二是深化手性分子构效关系研究，结合计算化学与虚拟筛选技术，加速新型手性活性原料的理性设计与筛选；三是加强体内透皮、配方稳定性与临床功效研究，完善手性原料的应用基础数据；四是推动建立统一的手性纯度检测与标注规范，引导行业规范化发展。
随着研究的不断深入，手性原料将为皮肤健康领域提供更精准、更安全的活性解决方案，推动功效护肤向构型精准化、作用靶向化的方向升级。
来源：江南美妆研究
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2026年07月23日 18:55
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