皮肤衰老机制及其年轻化治疗策略研究进展
王惟浩 马浩
[摘要]皮肤衰老是由多种因素共同作用导致的一种皮肤形态及功能退行性改变的生理或病理现象，如何延缓皮肤衰老是美容医学研究领域的一项重要课题。本文主要针对近年来皮肤衰老机制，如：基因调控，自由基损伤，糖基化，免疫失调等学说以及皮肤年轻化非侵入性和侵入性（例如：药物疗法、激光疗法等）治疗策略作一综述，以期为临床皮肤年轻化治疗提供理论参考。
[关键词]皮肤;衰老;氧化应激;胶原蛋白;非侵入性治疗;侵入性治疗
[中图分类号]R322.99? ? [文献标志码]A? ? [文章编号]1008-6455（2020）08-0178-05
Research Progress on the Mechanisms of Skin Aging and the Treatment Strategies of Skin Rejuvenation
WANG Wei-hao1， MA? Hao2
（1.School of Chemical and Biological Engineering，Yichun University，Yichun 336000， Jiangxi，China; 2. School of Cosmetic Medical，Yichun 336000，Jiangxi，China）
Abstract： Skin aging is a physiological or pathological phenomenon of degenerative changes in skin morphology and function caused by a variety of factors. How to delay skin aging is an important topic in the field of cosmetic medicine.This paper focuses on skin aging mechanism in recent years， such as gene regulation， free radical damage， glycosylation， immune disorders， and skin rejuvenation of non-invasive and invasive treatment strategies. The review summarizes the research progress， in order to provide theoretical references for the clinical treatment of skin rejuvenation.
Key words： skin; aging; oxidant stress; collagen; non-invasive therapy; invasive therapy
皮肤衰老是一个涉及遗传、环境等多因素的复杂生物学过程，其具体机制尚未完全阐明。随着人类平均寿命的增长以及老龄化社会的到来，公众的求美意识逐渐增强，探寻皮肤衰老的真相以及如何延缓其衰老亦成为当前美容医学领域研究的热点之一。本文主要围绕皮肤衰老的机制及其年轻化治疗策略两个方面的最新研究进展作一综述，从而为临床医师开展相关治疗工作提供一定的理论参考。
1? ?皮肤衰老的机制
由于年龄的增长，人体皮肤的形态结构与生理功能会出现退行性改变。依据影响因素的不同分为外源性衰老与内源性衰老[1]。外源性衰老主要是由于长期暴露于日光照射、污染、电离辐射、毒素等因素下，出现皮肤变色、粗糙以及松弛暗哑、深度皱纹、甚至皮肤弹性消失，其中以光老化最为常见。内源性衰老，也称为固有老化，是发生在那些未暴露的皮肤区域，受内分泌因素和遗传因素双重影响，以皮肤萎缩、细小皱纹和干燥为主要表现[2]，它反映的是整个生物体的一种衰退降解过程。衰老皮肤，形态学上表皮变薄，真皮层乳头减少，细胞核固缩，胞内出现凋亡小体。基底细胞层出现基底细胞大小不均，体积增大。纤维蛋白阳性结构显著丢失，同时VII型胶原含量的降低，导致皮肤表皮和真皮之间的连接松散，最终出现皱纹。衰老皮肤的胶原蛋白看起来不规则且无组织，皮肤胶原蛋白Ⅰ含量下降，并且胶原蛋白Ⅲ含量与胶原蛋白Ⅰ含量的比例增加[3]。皮肤中糖胺聚糖（GAGs）和蛋白聚糖（PGs）是细胞外基质中除胶原纤维外的最为丰富结构成分，透明质酸与蛋白聚糖组成的蛋白多糖聚集体与其他基质蛋白（如胶原蛋白网络）的交联形成了超分子结构和功能，增加组织的硬度。Lee[4]等研究发现GAGs和PGs含量显著下降与皮肤皱纹的产生密切相关，表明这两种物质参与皮肤衰老的进程。
目前，有关皮肤衰老的学说包括细胞衰老与结构功能改变、基因调控、自由基损伤、糖基化、免疫失调、激素失调等[5]。基因与皮肤的衰老密切相关，随着年龄的增加，细胞对DNA的修复能力下降，引起细胞凋亡，以及相关细胞活性的基因受到抑制。MAP3K5基因是氧化应激使细胞发生凋亡的必要基因，既可以参与炎性反应，也可以促进细胞凋亡[6]。相关动物研究[7]显示，在D-半乳糖诱导的大鼠皮肤衰老模型中，衰老模型大鼠皮肤中MAP3K5基因表达显著降低，而治疗组基因表达显著增加，推测此基因可能是介导皮肤衰老过程的重要调节子，有望成为延缓皮肤衰老的潜在治疗靶点。p53基因与皮肤衰老密切相關，动物研究[8]显示老年组大鼠角质成形细胞p53表达量显著高于青年组和幼年组，表明高表达量P53基因促进皮肤细胞衰老。由于人体内多种物质代谢过程会产生自由基，单线态氧激活ROS系统，引起细胞膜脂质过氧化，消耗谷胱甘肽等还原性物质，造成胞内铁离子超载，触发铁死亡机制[9]。单线态氧亦能与核酸和蛋白质形成不溶物，影响细胞间物质交换，导致DNA损伤，严重失衡诱发细胞凋亡。p53基因过表达[10]和脂质过氧化激活细胞铁死亡重要机制，据此推测皮肤衰老与铁死亡密切相关，但当前尚无试验证实，有待进一步研究。晚期糖基化终末产物（AGEs）是造成皮肤衰老的重要因素，是由体内的蛋白质和还原糖的羰基在非酶的条件下产生的。它们与相应细胞的受体结合，影响多种炎性细胞因子的表达。AGEs与其他炎性因子作为损伤相关的分子模式（DAMPs）均能诱发炎症小体NLRP1、NLRP3介导的Capase-1细胞凋亡，增加细胞易感性，导致皮肤细胞炎性坏死，最终出现衰老甚至癌变[11]。AGEs亦可与蛋白质相结合，影响其正常结构和功能，造成皮肤弹性下降，皱纹加深，加速皮肤衰老进程[12]。此外，激素水平的改变与皮肤衰老密切相关，包括雌激素、睾酮及脱氢表雄酮等，其中作用明显的是雌激素。它对于皮肤的影响是多方面的，能够维持皮肤正常的含水量、增加皮肤角质层及改善皱纹等。
2.1.4 传统中药：祖国传统医学博大精深，并且具有独特的理论，因其毒副作用小和均衡调节作用越来越受到了国内外学者的重视。这里总结归纳了常见的抗皮肤衰老中药：①人参：抗衰老的活性成分是人参皂苷。衰老的一个重要机制氧化应激学说和线粒体功能障碍。动物研究[30]显示：D-半乳糖所致的衰老模型小鼠服用人参后皮肤中SOD活力、羟脯氨酸含量明显升高，丙二醛（MDA）含量显著降低，血液谷胱甘肽过氧化物酶（GSH2Px）活力显著升高。人参皂甙还可激活皮肤成纤维细胞，促进胶原蛋白合成，延缓皮肤衰老;②何首乌：抗衰老活性成分为二苯乙烯苷[31]，作用机制清除自由基，抑制脂质过氧化物产生，下调IIS通路，并降低IGF-1和IGF-1R的水平，并影响与衰老相关的p53和p21表达上调SIRT1通路增加抗氧化酶的活性增加，起到抗氧化保护作用。相关研究[32]显示在小鼠光老化模型中，给予二苯乙烯苷处理，结果发现其显著降低造模后皮肤TIMP1表达，以减少皮肤胶原合成及降解的失调，从而达到维持光照后胶原纤维状态及含量，实现皮肤抗衰老;③铁皮石斛：抗氧化活性成分石斛多糖[33]，通过提高PC12细胞的存活率，降低了丙二醛的含量增强抗氧化酶和端粒酶活性，提高抗氧化能力，是其发挥皮肤抗衰老作用的原因;④枸杞：抗氧化活性成分是枸杞多糖[34]，作用机制可能是通过增强细胞活力、提高体内SOD活性。相关研究表明[35]，D-半乳糖诱导的亚急性衰老模型小鼠，应用高中低三种不同剂量的枸杞多糖后，小鼠皮肤含水量、表皮厚度、真皮厚度以及成纤维细胞数与正常对照组比较差异有显著性意义， 组间两两比较差异具有统计学意义，显示出较强的抗衰老作用。
2.1.5 达沙替尼+槲皮素：随着年龄的增长，分裂增殖的细胞，在衰老后永久停止分裂。衰老的细胞通过释放信号分子促进周围的组织细胞发生衰老，这种衰老细胞的分泌现象称为复制性衰老相关表型（SASP）。达沙替尼+槲皮素能够选择性地消除衰老细胞，同时保护细胞免受自身凋亡环境的影响。在最近一项Ⅰ期临床试验[36]中，9例糖尿病肾病肥胖患者，每日口服达沙替尼100mg+槲皮素1 000mg，持续3d。治疗前和治疗后第11天留取脂肪组织，表皮组织以及血液标本，测定了衰老细胞数量，朗格汉斯细胞以及细胞凋亡因子。结果显示11d内脂肪组织的衰老细胞负荷，p16ink4a和p21cip1表达细胞、衰老相关β-半乳糖苷酶活性均出现减少，同时具有复制潜能的脂肪细胞祖细胞数量增加。患者中皮下脂肪含量明显减少，衰老细胞的含量下降。在体外培养的细胞中，巨噬细胞和朗格汉斯细胞数量明显减少，同时CD64的数值下降。两种药物表现出清除衰老细胞的能力以及抗衰老的潜力，但需要进一步临床人体实验支持和研究。
2.1.6 海洋生物提取蛋白质和多肽类化合物：海洋生物提取多肽类化合物具有优异的生物活性、生物相容性、透皮能力和皮肤修复能力。在皮肤保护方面的应用越来越受到人们的关注。Jian Fan等[37]研究显示，水母伞胶原蛋白及其水解物能够有效改善小鼠皮肤光老化。皮肤水分分析表明，能提高UV诱导小鼠皮肤的保湿能力。组织学分析表明，水母伞以及胶原蛋白能修复内源性胶原和弹性蛋白纤维，并能保持Ⅰ型胶原与Ⅲ型胶原的天然比例。免疫指标显示其对光老化小鼠体内免疫功能有增强作用，促进抗氧化性能，显著抑制糖胺聚糖的增加。Ryu等[38]研究显示从海马中分离的肽类化合物能抑制细胞基质金属酶-1和细胞金属酶-3的活性，减少细胞外基质的降解，增加胶原蛋白的含量，实现抗皱的效果。
2.2 侵入性治疗：侵入性治疗方式包括化学剥脱术、注射肉毒毒素和充填剂、射频联合点阵激光治疗及干细胞注射等。
2.2.1 化学剥脱术：使用果酸 （能够削弱表皮角质细胞之间的连结， 帮助老旧角质脱落， 促进皮肤细胞更新） 、水杨酸 （去角质作用） 、三氯乙酸等化学成分刺激皮肤长出新的表皮， 使肌肤重新光亮，但是需要注意这些物质与色素细胞发生化学反应， 治疗后存在皮肤变黑的问题。
2.2.2 肉毒毒素联合充填剂注射：目前常用的是A型肉毒毒素，其机制是通过神经毒素H链的羧基端受体识别位点与胆碱能神经末梢上受体特异性结合，抑制乙酰胆碱的释放而抑制肌肉收缩，达到除皱的目的。肉毒毒素疗效确切，不良反应少，有效期一般为6个月。但需要据肌肉收缩力的强弱进行适量的注射，不同表情皱纹处与面部提升处的注射点也存在明显差异。注射充填剂通常使用透明质酸和胶原蛋白、自体脂肪颗粒等材料在局部皮肤进行填充，原理是利用充填剂将面部凹陷老化的部分填充，使皮肤变得有光泽，显得飽满，富有弹性。肉毒毒素和透明质酸联合局部注射，可使真皮成纤维细胞数目增加，肉毒毒素还可以减少因肌肉活动对填充物的挤压，避免其移位或外渗;由于肌肉运动减少，填充物的吸收也减少，填充物维持时间更长。对于很深的静态皱纹，联合应用肉毒毒素和透明质酸效果会更好[39]。
2.2.3 射频联合点阵激光治疗：射频治疗通过射频波作用于真皮层胶原，使双极水分子高速震动旋转，摩擦给真皮层加热，真皮胶原纤维受热首先会使胶原纤维收缩，使松弛的皮肤被拉紧，随后真皮层中产生的热催化效应促使胶原增生，新生的胶原重新排列，数量增加，达到祛皱效果。点阵激光治疗通过产生一系列微小的激光束作用到皮肤的微治疗区，这些微治疗区是选择性热损伤的真皮组织，同时这些微治疗损伤区之间的正常皮肤得以保留，这样加速了皮肤的修复再生，使得真皮内新生胶原蛋白形成和皮肤光老化的修复[40]。另有研究[41]显示两种联合应用产生协同作用，可有效改善皮肤状况， 缩小毛孔、紧致皮肤， 提高患者美观程度， 同时有效减少单纯治疗所造成的不良反应。
2.2.4 干细胞注射：干细胞是一类具有自我复制能力和多项分化潜能的细胞，在一定条件下，能分化为不同的细胞和组织，具有修复和再生组织，免疫调节等功能。干细胞可以分泌多种细胞因子，包括表皮生长因子、细胞成纤维生长因子、角质细胞生长因子、VEGF、干细胞源性外泌体等。细胞因子与细胞膜上相应受体结合，促进细胞外基质分泌、合成蛋白质，促进上皮细胞、内皮细胞以及成纤维细胞增殖分化，促进微血管生成，抑制细胞脂质过氧化和炎性因子的释放，改善细胞生长环境，达到皮肤胶原蛋白合成增加，肌肤富有弹性，最终实现皮肤年轻化[42]。体外研究显示[43]：干细胞与人老化成纤维细胞共同培养，两者均无直接接触，干细胞能够通过旁分泌作用，促进胶原蛋白的合成，抑制基质金属酶的表达，促进新生血管生成，发挥抗衰老的功效。动物研究[44]显示：紫外线照射无毛小鼠背部，制成光损伤模型，小鼠背部注射脂肪性干细胞，胶原蛋白含量明显增加，皮肤厚度、皱纹减少从而达到皮肤年轻化。另一项动物研究[45]，使用干细胞注射老年雌性小鼠，治疗组皮肤胶原蛋白含量明显增加，成纤维细胞和皮肤厚度显著提升，显示干细胞具有改善皮肤老化能力。临床研究[46]对38例颜面部凹陷或组织缺容的患者实施自体脂肪干细胞移植填充术，术后随访3～41个月，颜面部缺容及轮廓欠佳现象获得显著改善。未出现注射部位硬结和瘢痕、皮肤表面不平整、瘢痕及色素沉着等不良反应。综上所述，干细胞注射用于皮肤年轻化治疗的应用前景广阔。
3? 小结
衰老是不可避免的正常生理过程，但延缓衰老却是永恒的主题。随着公众求美意识的增强以及老龄化时代的到来，皮肤年轻化研究将日益受到重视。此外，近年来有研究显示肠道菌群的稳态与衰老之间亦存在密切相关性，通过干预调节人体肠道菌群，可能也是促进皮肤健康和延缓皮肤衰老的又一潜在策略。总之，由于皮肤衰老是多种因素引起的复杂的生理变化过程，皮肤年轻化治疗可能需要整合多种策略。同时，需要密切注意抗衰老药物的适用性和安全性，保障使用者生命健康权。
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[收稿日期]2019-11-28
本文引用格式： 王惟浩，马浩.皮肤衰老机制及其年轻化治疗策略研究[J].中国美容医学，2020，29（8）：178-182.
