海洋细菌Mesonia sp. HuA40胞外多糖EPS-HuA40的抗氧化与抑制黑色素生成活性及其在护肤领域的应用潜力

《Journal of Hazardous Materials Advances》：Antioxidant Activity and Anti-Melanogenic of the Exopolysaccharide EPS-HuA40 from Mesonia sp. HuA40

本研究针对皮肤氧化损伤和色素沉着问题，从海洋细菌Mesoniasp. HuA40中分离纯化胞外多糖EPS-HuA40，系统评估其抗氧化活性及抑制黑色素生成的作用机制。结果表明，EPS-HuA40具有强自由基清除能力（DPPH清除率86.05%），并能通过激活细胞内抗氧化酶（SOD、CAT）和下调黑色素合成关键基因（TYR、TRP-1、TRP-2）表达，显著减轻氧化应激和α-MSH诱导的黑色素积累。该研究为开发天然、安全的化妆品功能性成分提供了新思路。

　　

随着环境污染和紫外线辐射加剧，皮肤氧化损伤与色素沉着问题日益凸显，市场对高效且安全的天然护肤成分需求迫切。海洋环境因其极端条件（高盐、低温、低营养），孕育出具有独特生物活性的微生物资源。其中，海洋细菌产生的胞外多糖（Exopolysaccharides, EPS）因具备抗氧化、保湿及抗炎等多重功能，成为化妆品领域的研究热点。然而，目前对海洋细菌Mesonia属的研究多局限于分类学描述，其代谢产物的生物活性尚未充分挖掘。本研究聚焦于从中国湛江热带海域船舶生物污损中分离的Mesoniasp. HuA40菌株，旨在解析其胞外多糖EPS-HuA40的结构特性，并评估其在皮肤抗氧化和美白方面的应用潜力。

为系统研究EPS-HuA40的功能，作者采用了一系列关键技术方法：通过发酵培养和乙醇沉淀提取粗多糖，经Sevag法去蛋白和透析纯化；利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和高效液相色谱（HPLC）表征其微观结构、晶体形态、官能团和单糖组成；通过DPPH/羟基自由基清除实验和氧自由基吸收能力（ORAC）评估体外抗氧化活性；进一步在HaCaT、HDF和HUVEC细胞模型中检测细胞内活性氧（ROS）水平及抗氧化酶（SOD、CAT）活性；最后以B16-F10黑色素瘤细胞为模型，分析EPS-HuA40对α-MSH诱导的黑色素合成、酪氨酸酶活性及相关基因（TYR、TRP-1、TRP-2）表达的调控作用。

3.1. EPS-HuA40的提取与纯化

通过发酵、乙醇沉淀、Sevag去蛋白和冷冻干燥获得白色絮状EPS-HuA40，紫外扫描显示无核酸和蛋白杂质，纯度符合后续实验要求。

3.2. EPS-HuA40的物理化学特性

XRD分析表明EPS-HuA40为无定形结构，FT-IR显示其含吡喃环和α-糖苷键；SEM揭示其具有多孔网状结构，利于保湿应用；单糖组成分析表明其为由甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖和半乳糖构成的杂多糖（摩尔比7.35:1:3.94:2.17）。

3.3. EPS-HuA40的抗氧化活性

体外实验中，EPS-HuA40对DPPH和羟基自由基的清除率分别达86.05%和69.40%，接近维生素C和谷胱甘肽（GSH）的效果；ORAC值为83.22 μmol TE/g，显著高于多种天然EPS。

3.4. 细胞内ROS清除能力

在H₂O₂诱导的HaCaT细胞、UVA辐照的HDF细胞和高糖刺激的HUVEC细胞中，EPS-HuA40（10–100 μg/mL）均能显著降低ROS水平，并剂量依赖性地提升SOD和CAT酶活性，证实其通过增强内源性抗氧化防御系统缓解氧化损伤。

3.5. 抑制黑色素生成作用

在α-MSH刺激的B16-F10细胞中，EPS-HuA40（400 μg/mL）使黑色素含量降至98.65%（接近正常水平），Fontana-Masson染色显示黑色素沉积明显减少。机制上，EPS-HuA40通过抑制酪氨酸酶活性并下调TYR、TRP-1、TRP-2基因表达，阻断黑色素合成通路。

本研究首次揭示Mesonia来源EPS-HuA40的抗氧化和美白双重功效，其通过直接清除自由基、激活细胞内抗氧化酶及调控黑色素合成关键靶点，有效缓解皮肤氧化应激与色素过度沉着。EPS-HuA40的无细胞毒性和天然来源特性，使其成为替代传统化学美白剂（如曲酸）的潜在候选成分。该工作为海洋微生物多糖在功能性化妆品中的应用提供了理论依据，并拓宽了Mesonia属菌株的资源化利用途径。