背景技术
1.技术领域
[0001] 本
发明涉及根据
权利要求1的前序部分的不含氮的天然糖基化多酚的用途。
[0003] 从WO 03/097577SYNTH’E163中，已知含氮物质可用于保护敏感材料免受UV
辐射的影响。
[0004] 高等
植物和低等真核
生物，诸如海洋微型/大型藻类、珊瑚、
水母等，合成对其生长、分裂和繁殖所必需的初级代谢产物(
蛋白质和
氨基酸、脂质和
脂肪酸、多糖和寡糖)。它们占陆生和海洋生物的干重的超过90-95％。
[0005] 还有一些
次级代谢产物，它们不直接参与上述植物/海洋生物的主要功能，但是对于
信号转导、细胞功能的协调以及对不断变化的环境条件(对所谓的生物和
非生物胁迫)的防御和适应是必需的。例如，植物/海洋生物中的次级代谢产物开始于暴露于UV、
X射线或
超声波辐照、
温度变化(冷或热)、重金属、盐和有机毒素成分、机械损伤等。它也由细菌、病毒或寄生虫感染或由食草动物和昆虫造成的损伤而引起。通常，次级代谢产物被认为是保护性、适应性和调节性(
激素样)物质。据信，次级代谢产物在植物和低等海洋生物中起原始的“免疫系统”和“解毒网络”的作用。
[0006] 到目前为止，所有已知的次级代谢产物(超过5,000种不同的物质)可以根据它们的化学结构分为三大类：
[0007] -苯丙素类(phenylpropanoids)(或乙丙素类)以及它们的衍生物，诸如简单的多酚(酸、醇和
醛)、芳香族多酚(生物类黄
酮、芪、姜黄素类、香豆素类等)和糖苷。它们含有
碳、氢和
氧原子，并形成含有多个羟基基团和糖苷部分(主要是鼠李糖、甘露糖、芸香糖等)的芳香或聚芳香结构。
[0008] -萜类，含有长的主要不饱和C-H链和C-H非芳香环的核
[0009] -含氮杂环，诸如生物
碱、嘌呤、嘧啶、卟啉、叶绿素、黄素等。
[0010] 大多数次级代谢产物可以以某种方式与太阳UV辐照相互作用：
[0011] -它们中的一些(例如，苯丙素类和它们的糖苷类以及生物类黄酮)专
门保护生物结构免受UV和可见光(I型光反应)的损伤作用；
[0012] -它们中的一些(类黄酮、苯丙素类和萜类)优选地保护细胞和组织免受在分子氧存在下UV与有机物发生反应(II型光反应)后形成的
活性氧物种(超氧阴离子自由基、羟基自由基、过氧化物和单线态氧)的损伤作用；
[0013] -它们中的一些(含氮杂环和萜类)利用UV、可见光或红外线辐照的
能量来促进生物学上重要的光化学反应，诸如光合作用或血红蛋白或含萜类
聚合物合成。它们被称为
光敏剂。
[0014] -这些含氮的光敏剂(卟啉、二氢吡啶、氨基酸
色氨酸及衍生物、维
甲酸、嘌呤和嘧啶)广泛存在于不同的细胞和组织中，首先存在于人体
皮肤细胞中。在图1中，示意性地示出了太阳光(光量子、UV、可见光或红外光)与皮肤中的生色团(CH)的相互作用的过程。CH转
化成具有高于初始能量的其激发态(CH*)。
[0015] -激发态是一种寿命短暂的状态并且根据分子的
电子结构、其共轭的芳香族“π”电子和整个分子的3D构型(芳香部分的平面或垂直
位置的存在与否，以及糖苷部分的存在)以热、
荧光或
磷光的形式发射能量而转变成具有较低能量的基态。这些分子属于防晒剂，因为它们有效地清除太阳光而不会引发任何光化学反应。这些分子通常是光稳定的，因为它们不会转化成光化学衍生物并且它们不容易被太阳辐照破坏。在人类皮肤中，这些是黑色素(褐黑素)、氨基酸酪氨酸及其衍生物。另一方面，它们还可以是在由太阳光引发的II型光化学反应后形成的活性氧物种的有效清除剂。
[0016] 在YONEYAMA等人的US 5,565,435中，提出了合成制备的糖基化多酚α-糖基槲皮素作为皮肤保护剂用于
化妆品。该方案基于这样一个假设，即天然糖苷配基槲皮素及其合成衍生物α-糖基槲皮素在UV区域中具有有2个最大值的吸收
光谱。未提供具体数据来支持他们的假设。
发明内容
[0017] 本发明的目的是提供来源于药用植物的天然糖基化聚芳多酚(GPP)，用作保护人类皮肤免受UV辐照的物理、化学和生物保护的非光毒性活性物质。由于由聚芳多酚部分和糖部分组成的特定化学结构，GPP有效地吸收UVB光(280-320nm)和UVA光(320-400nm)两者，从而对广谱UV辐照提供有效的物理/化学屏蔽。糖部分的存在提供了它们对UVA辐照的更高的
稳定性，因而确保了持久的
光保护，因此它们是光稳定分子，并且与大多数合成防晒剂不同，它们不会被UVA光破坏。作为有效的抗
氧化剂，GPP防止活性氧物种驱动的光化学反应，从而防止对皮肤细胞和细胞外基质的II型光毒性。GPP具有抗炎特性，可阻断UV引起的皮肤
炎症。
[0018] -我们在本文提出了属于糖基化苯丙素类/生物类黄酮的类别的植物/植物细胞/海洋生物来源的次级代谢产物，其通过上述太阳光与具有防晒和自由基清除特性的光稳定且非光毒性的保护剂的相互作用机制而具有宽带光保护特性。
[0019] -与此同时，CH*可以是光敏剂(PS)，它会转移其过多的能量以引发光化学反应，直接与生物活性分子作用，从而引起对DNA、多糖和蛋白质的自由基驱动的损伤(I型)，或者对分子氧作用，分子氧从三重态转化为单重态(激发态)(II型)。在II型光诱导反应下形成的活性氧物种可用于合成过程，但主要地，由于它们对蛋白质、DNA、多糖和脂质的损伤潜能，因而它们是有害的。含氮植物或海洋生物来源的物质具有潜在的危险性，因为它们可能具有化学光毒性，可能引起光过敏，增加皮肤敏感性，引起炎症、发红和
瘙痒。但是，这些物质可用于皮肤
肿瘤的光动
力疗法、慢性炎症性皮肤病、慢性黑变作用
缺陷和皮肤感染。
[0020] 本发明通过使用包含权利要求1的特征的天然糖基化多酚解决了所提出的问题。
[0021] 从化学动力学的
角度来看，非含氮苯丙素或多酚化合物应具有相当高的活化能，并因此需要UV辐照以获得激发态。由于它们的高度共轭的芳香部分具有稳定的“π”构型，因此它们的激发态寿命更长，并且能量在该特定分子的空间内消散。它们的芳香环主要位于垂直位置，这有利于分子内的电子“俘获”。由于电子逃逸的可能性，糖苷部分的添加使得构型甚至更加复杂。
[0022] 对于要求保护的本发明，提供了数据以支持令人惊讶的发现，即确定的天然糖基化多酚由于多种原因提供了最佳的光保护。它们有效地吸收两个光谱区域：UVA和UVB中的宽带范围的UV光。它们吸收UVA+UVB的效力可与合成防晒剂(例如，二苯甲酮-3)的黄金标准相当。吸收效力表示为SPF(
防晒系数)，用于UVB范围，代表整个UVB光谱内吸收的积分。吸收效力还计算为UVA/UVB比值，表明为了提供适当的UVA保护该比值应大于0.5至最高1.2。
[0023] 有具有π键的稠合结构的所有聚芳分子(同样地α-糖基化槲皮素)都具有在UV光谱范围内有两个峰的吸收光谱。但是，光谱峰下的积分平方通常是很小的值(窄且高的峰或宽且低的峰)，并且不符合国际公认的SPF和UVA/UVB值。因此，这些物质不能被认为是有效的且宽带UV屏蔽剂。参见下面表1中有关
儿茶素、桑色素、槲皮素和黄芩素相比花旗松素、毛蕊花苷、绒花酸和
白藜芦醇的比较数据。
[0024] 表1.(糖基化和非糖基化植物多酚对宽带紫外线B和A的吸收)
[0025]防晒剂 SPF1(250μM) SPF2(10％) UVA/UVB
糖基化多酚
花旗松素 6.38±0.12 8.39±0.14 0.46
芸香苷 5.25±0.13 3.44±0.16 1.20
水飞蓟宾 6.44±0.14 5.34±0.16 0.46
毛蕊花苷 8.25±0.09 5.29±0.09 0.59
绒花酸 11.83±0.12 6.79±0.12 0.51
刺槐素 4.86±0.22 6.85±0.19 0.77
黄芩素 3.65±0.12 5.41±0.12 1.14
非糖基化多酚
桑色素 2.63±0.08 3.48±0.12 1.70
表儿茶素 0.10±0.02 0.14±0.04 0.25
白杨素 1.62±0.07 2.55±0.07 0.96
[0026] SPF-防晒系数，对应于针对微摩尔(SPF1)和重量％(SPF2)浓度的防晒剂计算的UVB吸收。UVA/UVB-UVA与UVB吸收的比值。
[0027] 大多数聚芳多酚对暴露于UV辐照是不稳定的，因此它们会在短时间内遭受光破坏(槲皮素、白藜芦醇、山奈酚等)。
[0028] 根据本发明的多酚相对于现有技术(特别是相对于YONEYAMA等人的US 5,565,435)具有以下优点：
[0029] 槲皮素及其α-糖基化衍生物是光不稳定的，并且如果在暴露于阳光1-10min之后不重新施用，就将无法保护人类皮肤免受UV损伤。这意味着现有的
专利分子提供了短期的不受控制的保护，这不符合对某些光保护的要求和对适当保护的期望。
[0030] 根据本发明的所选天然糖基化多酚由于其高的光稳定性而提供了长时间的保护。
[0031] 绝大多数的聚芳多酚，特别是合成的聚芳多酚，由于引起对皮肤细胞的光化学损伤而表现出确定的光化学毒性(参见表3)。这对于槲皮素及其α-糖基化衍生物、白藜芦醇、查尔酮和许多其他化合物都是如此。光化学毒性的现象取决于UV诱导的母体分子的破坏和由所形成的
代谢物施加的细胞毒性。
[0032] 根据本发明的所选天然糖基化多酚不促进光化学反应，因此不产生任何光细胞毒性。它们对于人类用途安全得多。
[0033] 具有α键的合成糖基不会经受天然人类酶β-糖苷酶的酶促代谢。因此，它们在人类皮肤内保持不代谢，这极大地增加了对异
生物质(外源物质)的不良皮肤反应的
风险。
[0034] 根据本发明的天然糖基化多酚是β-糖苷酶的底物，并且通常通过正常代谢途径代谢和排泄，这不涉及不良皮肤反应的任何风险。它们具有更高的生物利用性和
生物相容性，同时毒性更低。
[0035] 因此，根据本发明的多酚克服了现有技术中已知的合成光保护剂的安全性和效力缺陷。
[0036] 此外，根据本发明的具有宽带光保护特性的天然糖基化多酚比合成的聚芳多酚便宜得多，因为靶向糖基化是耗费时间和金钱的过程，经常产生具有随机位置的糖部分的不受控的糖苷混合物。如果一个或多个OH-基团被糖部分取代，则这可能会妨碍多酚的抗氧化能力；或者在可酶促裂解的β-键被不可酶促裂解的α-键取代的情况下，这可能会妨碍它们在人
体细胞中的自然代谢。
[0037] 天然生物合成的GPP是在暴露于太阳UV辐射后在植物中诱导的最初的GPP。多酚的所有天然糖基化O-衍生物在位置3或者很罕见地在位置4具有单糖或
二糖部分(广寄生苷(Avicularin)(槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯呋喃糖苷)、CTN-986番石榴苷(Guaijaverin)(槲皮素3-O-阿拉伯糖苷)、泽漆新苷(Heliosin)(槲皮素3-双半乳糖苷)、金丝桃苷(Hyperoside)(槲皮素3-O-半乳糖苷)、异槲皮苷(Isoquercetin)(槲皮素3-O-
葡萄糖苷)、Miquelianin(槲皮素3-O-葡萄糖醛酸苷)、槲皮素3,4'-二葡萄糖苷、槲皮素-3-槐糖苷、槲皮苷(Quercitrin)(槲皮素3-O-鼠李糖苷)、芸香苷(Rutin)(槲皮素芸香糖苷)、Reinutrin(槲皮素-3-D-木糖苷)、绣线菊苷(Spiraeoside)(槲皮素4'-O-葡萄糖苷)、Taxillusin(槲皮素的没食子酰3-O-葡萄糖苷)或苯丙素苷(毛蕊花苷(verbascoside)—用苯
乙醇酚羟基酪醇(phenylethanoidhydroxytyrosol)、苯丙素咖啡酸和糖α-L-鼠李糖基-(3)-β-D-吡喃葡萄糖形成的酯。所有多酚基团均不涉及；teupolioside—通过咖啡酸和4,5-羟基苯乙醇结合到β-D-吡喃葡萄糖苷、鼠李糖和半乳糖形成的酯和糖苷)或糖基化的芪类(虎杖苷(polydatin)—白藜芦醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷)。
[0038] 该位置使它们易受II相代谢酶的影响，该II相代谢酶会将
硫酸根、甲基或葡萄糖醛酸残基转移至多酚分子，并将它们从活生物体中排出。α糖基化使植物来源的分子不被代谢，因此对人类的毒性很大。
[0039] 植物生物合成过程中3和4位置中的天然糖基化使得产生高度光稳定的衍生物，其不同于在暴露于阳光模拟的UVB+UVA辐照后很容易被破坏的它们的糖苷配基(槲皮素、
杨梅素(myricetin)、山奈酚(kaempherol)、白藜芦醇和黄芩素)，如在下表2中可以看到的。
[0040] 表2.阳光模拟的UV辐照对防晒剂SPF值的影响(防晒剂的光稳定性)
[0041]
[0042] 将放置于3.5cm皮氏培养皿中的五十μM防晒剂溶液用66％UVA+33％UVB辐照1、3、20和40min。UV辐照的最终剂量分别为0.15、0.45、3.0和6.0J/cm2。相对于背景SPF，*p<
0.05；相对于背景SPF，**p<0.01。
[0043] 本发明的其他有利实施方式可以评述如下：
[0044] 在优选的实施方式中，多酚是聚芳多酚。
[0045] 在另一实施方式中，多酚不包含醛结构。已令人惊讶地发现，由于
光激发的能量降低，多酚中醛基的存在使其更容易受到光破坏的影响。
[0046] 优选地，酚是糖基化的苯丙素或苯乙醇酚(phenylethanoid)。在植物、培养的植物细胞或海洋生物中，当它们被UV光辐照时，首先通过苯丙素途径形成天然糖基化苯丙素类。令人惊讶地发现，它们是主要的天然光保护剂。苯丙素/类黄酮合成然后糖基化的代谢途径极为复杂且至今还不清楚。化学合成不会得到糖苷部分的天然含量、位置和构象。此外，这种合成非常昂贵，并且模仿天然分子的合成糖苷是商业上不可接受的。
[0047] 在另一实施方式中，多酚是毛蕊花苷或teupolioside。
[0048] 在又一实施方式中，多酚是糖基化的类黄酮、
黄酮醇或黄烷醇。
[0049] 在另一实施方式中，多酚是芸香苷、黄芩素、桑色素或花旗松素。
[0050] 多酚也可以是糖基化的芪类化合物，优选虎杖苷。
[0051] 在另一实施方式中，多酚是从陆生植物或海洋植物或其他海洋生物的提取物中获得的。在另一实施方式中，多酚是从植物细胞培养物的提取物中获得的。
[0052] 在另一实施方式中，使用几种多酚的混合物。这具有
覆盖更宽的UV辐照光谱的优点。
[0053] 优选地，糖基化多酚的糖部分是鼠李糖、阿拉伯糖或甘露糖。这些糖部分令人惊讶地显示出比葡萄糖或果糖更好的结果。
[0054] 优选地，根据本发明的用途是针对宽带紫外线辐照的外用保护。可替代地，该用途可以是针对太阳UV辐照的生物保护。
[0055] 在另一实施方式中，多酚的用途是用于改善皮肤的天然光保护相关的抗氧化特性，特别是保护皮肤表面脂溶性抗氧化剂免受光降解的影响。
[0056] 优选地，将多酚用作防晒组合物中的组分。多酚可以有利地成为外用化妆品组合物的组分，外用化妆品组合物优选为凝胶、喷雾、乳霜或洗剂的形式。
[0057] 多酚可以与具有光保护要求的外用化妆品组合物(如凝胶、喷雾、乳霜和洗剂)混合，以提高外部施用的药物(诸如皮质类固醇、非甾体抗炎药(NSAID)、抗生素和抗病毒药物)的光稳定性。
[0058] 优选地，根据本发明的用途是用于防止UV辐照的长期生物学后果，例如，皮肤发红、肿胀、
疼痛和过早老化。
[0059] 优选地，将多酚与常规物理防晒剂(优选TiO2或ZnO)混合，以增强UV防护并减弱物理防晒剂毒性。
[0060] 多酚可以有目的地以至少5μM，优选至少10μM的浓度施用。该浓度可以有目的地为至少20μM，优选至少40μM。
[0061] 有目的地，多酚以至多500μM，优选至多100μM的浓度施用。有目的地，该浓度为至多80μM，优选至多50μM。
[0062] 在优选的实施方式中，多酚还包括轻水，优选具有含量小于125ppm的2H。
[0063] 在另一特定实施方式中，多酚还包括水，该水含有：
[0064] a)至少500ppm的18O和至多1100ppm的18O；以及
[0065] b)至少20ppm的2H和至多90ppm的2H。
[0066] 用于
治疗或
预防由于暴露于氧化而引起的皮肤老化的方法，包括施用有效量的由根据本发明的用途所定义的多酚。
[0067] 该方法优选用于保护皮肤免受光反应的影响。该方法还可以用于减少或防止氧化影响对皮肤的损伤。多酚可以以至少5μM，优选至少10μM的浓度施用。有目的地，该浓度为至少20μM，优选至少40μM。
[0068] 多酚可以以至多500μM，优选至多100μM的浓度施用。有目的地，该浓度为至多80μM，优选至多50μM。
[0069] 在具有光保护特性的外用化妆品组合物(如凝胶、喷雾、乳霜和洗剂)中的分离的天然糖基化GPP和/或提取物中的GPP可以用于光敏性人群，例如学步幼儿、儿童、孕妇、免疫抑制的人群和老年人。
具体实施方式
[0071] 实施例1：宽带防晒凝胶(SPF-B>50，并且UV-A/UV-B比值>1)
[0072]
[0073] 实施例2：宽带防晒稀乳霜(特别是用于孕妇)：SPF-B>50，并且UV-A/UV-B比值>0.5<1
[0074]
[0075]
[0076] 实施例3：宽带防晒乳(特别是用于婴儿和儿童)，SPF-B>50，并且UV-A/UV-B比值>0.5<1.0
[0077]
[0078]
[0079] 实施例4：宽带防晒喷雾(301)
[0080]
[0081] 尽管已经结合本发明的特定实施方式描述了本发明，但是显然许多替代、
修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有这些替代、修改和变化。
[0082] 应当理解的是，为清楚起见在各个实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以以组合的形式在一个实施方式中提供。相反地，为简洁起见，在一个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征，也可以单独地或以任何合适的子组合的形式或合适地在本发明的任何其他所述实施方式中提供。在各种实施方式的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施方式的必要特征，除非该实施方式没有那些要素就不能发挥作用。
