来自应激诱导的光合生物的生物活性级分及其制备和使用方法

专利名称:来自应激诱导的光合生物的生物活性级分及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分、分离该生物活性级分的方法、使用该生物活性级分的方法及包含该生物活性级分的组合物和制剂。
背景技术：
环境应激是植物发育、生长和生产力的主要限制因子。存在两种一般类型的可以产生植物应答的应激因子(I)由环境中的过量或不足引起的非生物性应激；(2)由其他生·物强加的生物性应激。
植物对应激因子的应答触发细胞代谢的调节，改变的基因表达，生长速率、植物量产率和繁殖能力的改变。以下条件引起植物应激水涝和淹没、干旱、高温或低温、高土壤盐度或低土壤盐度、土壤中矿物质不足、光照太多或太少、暴露于高浓度臭氧及紫外线照射不足或照射过度等。
光合生物对应激的抗性或敏感性取决于物种、基因型和发育年龄。存在三种主要的应激抗性机制(I)防止暴露于应激的逃避机制；(2)允许植物经受住应激的耐受机制；和(3)顺应，即响应应激的植物生理学改变。
植物在细胞水平识别应激，然后应激识别激活在个体细胞和整株植物内传递信息的信号转导途径时起始应激反应。植物应激反应的调节物包括但不限于脱落酸和茉莉酮酸、渗透调节因子、渗透蛋白、蛋白质稳定因子、热休克蛋白、特异性mRNA、Ca2+离子和防御相关次生代谢物。
植物给人深刻印象的承受高水平的多种应激的能力表明，防御机制在自然界中非常复杂，且涉及细胞适应的多种机制和许多代谢途径。虽然尚未完全了解此全面而强大的防御系统，但它的成分及其相互作用的利用可以非常有益。
美国专利申请公开号2009/0031446公开了应激相关多肽及在植物中使用的方法用编码SLSRP的核酸转化的转基因植物，其中，与该植物的野生型变种相比，该核酸序列在该植物中的表达导致增加的在水分限制条件下的生长和/或提高的对环境应激的耐受性。
已显示芸香苷(荞麦草本中的抗氧化性黄酮类化合物)的合成受不同UV-B辐射水平影响在对应于17%臭氧耗竭的UV-B水平下生长的植物中，芸香苷含量较低。所应用的UV-B辐射剂量施加应激状态，其中超出了耐受极限，适应能力负担过重，可能导致芸香苷合成的紊乱。测量结果表明，与降低的UV-B水平相比，环境UV-B辐射水平刺激芸香苷在荞麦植物中的累积。该作用在叶中比在花中更明显。增强的UV-B辐射妨碍芸香苷累积(Samo Kreft 等，Journal of Experimental Botany, 53 卷，375 期，1801-1804 页，2002 年 8月)。
应激诱导的复合体和化合物的广泛的物理化学多祥性及通用的特异性“标记”的缺乏表明，不可能在单ー提取物中捕获应激诱导的具有生物活性的所有复合体和化合物。
因此，存在对用于在光合植物中产生和分离应激诱导的生物活性级分的方法和系统的需要。本发明涉及克服本领域的这些及其他不足。
发明概述
本发明广泛涉及获自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分(该具有生物活性的级分在本文中称为“BAFSI”)。本发明的BAFSI具有通过天然防御机制产生的具有希望的靶活性的复合体和化合物。该BAFSI可以经新鮮植物分级分离技术捕获和分离，且良好地适合于它们在皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中的利用，该制剂和应用包含至少ー种BAFSI及其他可化妆品用成分和活性物。
一方面，本发明涉及用于产生用于分离改变的生物活性级分(即BAFSI)的应激诱导的光合生物的方法。此方法涉及(i)提供光合生物；和(ii)在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养该光合生物。适宜的诱导应激的培养条件非限制性地包括使该光合生物经受应激因子或多个应激因子。该应激因子或多个应激因子可以非限制性地包括诸如紫外线、臭氧、滲透压、流体静カ压和/或其组合的应激因子。与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，用于此方法中的应激因子或多个应激因子对改变分离自应激诱导的光合生物的至少ー种生物活性级分的至少ー种特征有效。本发明还涉及通过此方法产生的应激诱导的光合生物。
另ー方面，本发明涉及用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法。此方法涉及(i)提供按照本发明产生的应激诱导的光合生物；(ii)将该应激诱导的光合生物分为细胞液(cell juice)和细胞壁成分；(iii)在对产生生物活性级分有效的条件下处理该细胞液，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素(cell serum)级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和(iv)从该处理的细胞液分离该生物活性级分。与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该分离的生物活性级分具有至少ー种改变的特征。本发明还涉及按照此方法分离的改变的生物活性级分。
另ー方面，本发明涉及包含分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性组合物，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
另ー方面，本发明涉及适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，其中该生物活性局部制剂包含(i)局部有效量的本发明的生物活性组合物；和(ii)可局部用载体。
另ー方面，本发明涉及用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另ー方面，本发明涉及保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对減少紫外线诱导的皮肤组织的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另一方面，本发明涉及用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对正常化皮肤组织中的细胞障碍有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另一方面，本发明涉及用于培养应激诱导的光合生物的系统。此系统包括(i)用于培养光合生物的生物反应器；和(ii)用于控制该反应器中的培养条件的培养控制系统。该培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入该生物反应器中，并配置为调节生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的强度、持续时间和/或浓度。该应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
经新鲜植物分级分离技术分离的应激诱导的具有生物活性的复合体和化合物(“SIBAC”)还可以准确地描述为来自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分(本文中缩写为“BAFSI”)。本文所用的术语“具有生物活性的”和“生物活性的”可互换使用。BAFSI包含通过天然防御机制产生的复合体和化合物，该天然防御机制保护光合生物(植物、海洋生物)免受多种应激，并提供随后对所有这些复合体和化合物的接近及对它们进行评价的基础。
令人惊奇和意外地发现，多种应激因子、它们的强度和它们的持续时间对BAFSI的多种特征产生调节作用(提高、降低或改变)，这些特征包括但不限于物理化学特性(干物质含量、重量摩尔渗透压浓度、表面张力、表面修饰能力)和生物活性(包括但不限于酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除)。
还意外地发现，应用于不同光合生物的相似的应激因子可以对获自这些植物的BAFSI的特征产生不同的影响。
应用于培养的光合生物的多种应激诱导具有希望的生物活性和物理化学特性的BAFSI的产生，该BAFSI还可以用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物和应用。例如，本发明的BAFSI可以用作调节某些在人皮肤代谢中发挥重要作用的酶(胰蛋白酶、弹性蛋白酶等)的活性的成分，以及具有抗氧化剂活性和自由基清除活性的成分。具有有用的物理化学特性和生物活性(包括但不限于抗氧化剂活性和自由基清除活性、与皮肤老化和环境损伤相关的酶的抑制、皮肤保护和人组织的修复)的最佳组合的各BAFSI的分离和筛选可以为研发用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理市场的新的多功能成分创造基础。
本发明还涉及包括以下的方法在培养多种光合生物(包括海洋生物)期间诱导应激；从应激的植物收集新鲜植物材料；对它进行分级分离来分离富含应激诱导的具有生物活性的复合体和化合物的核心BAFSI ;鉴定具有希望的靶活性的BAFSI ;将它们用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中。
在本发明的多种实施方案中，通过不同的应激因子来起始BAFSI的产生，该应激因子包括但不限于紫外线(UV)、臭氧(O3)、渗透压和最初培养条件(例如流体静力压)的显著变化。基础输入应激信号包括但不限于脉冲函数(f(t) = δ (t))、单位阶跃函数(f(t)=u (t))和斜坡函数(f (t) = t)。
本发明的光合生物包括但不限于水生光合生物，该水生光合生物是具有多种生物活性的成分的有价值的来源。
附图简述
为了说明本发明的目的，在附图中描述本发明的某些实施方案。但是，本发明不限于附图中所述实施方案的精确排列和实施。
图I是示意图，说明用于应用本发明的多种实施方案的应激(即应激因子)的多种函数。
图2是示意图，显示描述应用于本发明的多种实施方案的水生生物的应激的函数。在大型褐藻(巨藻(Macrocystis pyrifera))的情况下,存在流体静カ应激的附加因子，因为在水族箱中培养提供了比该物种的天然生长条件中常见的水压低的水压。流体静カ应激在将巨藻从其正常环境取出时起始，在实验结束时终止。它是同等地应用于实验中的所有巨藻的因子，因此未显示。
图3是显示本发明的分离自巨藻的多种生物活性级分的干物质含量(按重量计的 百分比干物质)的图表。
图4是以毫滲透压摩尔每千克(mOsm/kg)显示本发明的多种巨藻样品的重量摩尔滲透压浓度值的图表。
图5是显示由本发明的多种巨藻样品的每个百分比干重含量产生的重量摩尔渗透压浓度(mOsm/kg)的图表。
图6是显示本发明的多种巨藻样品的表示为毫牛顿每米(mN/m)的表面张カ值的图表。
图7是显示去离子水在通过本发明的多种巨藻样品修饰的Vitro Skin基底上的表示为度的接触角的图表。
图8是显示本发明的多种巨藻样品的自由基淬灭功效的图表，该功效表示为完全淬灭I单位重量的DPPH所需的样品干物质的单位重量。越低的值代表越高的淬灭DPPH的功效。
图9是显示弾性蛋白酶IC5tl值的图表，该IC5tl值显示为本发明的多种巨藻样品的毫克干物质每毫升反应体积。

图10是显示胰蛋白酶IC5tl值的图表，该IC5tl值显示为本发明的多种巨藻样品的毫克干物质每毫升反应体积。
图11是显示来自硬毛藻属(Chaetomorpha)的BAFSI对对照的干物质含量变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图12是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的重量摩尔渗透压浓度变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图13是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的每个百分比干物质的重量摩尔渗透压浓度变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图14是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的弾性蛋白酶抑制的变化的图表，该变化显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。该流程提供针对测试物品的干物质计算的IC5tl結果。越低的IC5tl值代表越高的抑制，负值变化在此图表上显示为更高。
图15是显示来自硬毛藻属对对照的BAFSI的表面张カ变化的图表,该变化表示为与在同一天取的对照样品的百分比差异。[0048]图16是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的氧自由基吸收能力(ORAC)的变化的图表，该变化表示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。所用测试流程提供反(R)-TioIox甲醚重量当量结果(即X单位的干物质测试物品来达到与I单位重量的(R)-Trolox甲醚相同的抗氧化作用)。因此，越小的值代表越高的功效，负值变化在此图表上显示为更高。
图17是本发明的系统的一个实施方案的照片。该系统显示对在受控条件下培养水生光合生物和应用多种应激因子有效。
发明详述
本发明广泛涉及来自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分，本文中用缩写词“BAFSI”来指本发明的生物活性级分。本发明的BAFSI包含复合体和化合物，该复合体和化合物具有靶生物活性，通过光合生物的天然防御机制产生，经新鲜植物分级分离技术捕获和分离。BAFSI良好地适合于它们在皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和 应用中的利用。
本发明还涉及皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物，其包含(a)至少一种BAFSI ;和(b)其他可化妆品用成分和活性物。
本发明还涉及良好地适用于人皮肤和/或头发的UV防护的可局部应用的化妆品组合物或皮肤病组合物，其包含UV防护有效量的(a)至少一种UV遮蔽剂；(b)至少一种BAFSI ;和(c)其他可化妆品用成分和功能聚合物。
下文提供本发明的其他方面，包括适于本领域普通技术人员产生和使用本发明的这些方面的其他细节。
本发明涉及用于产生用于分离改变的生物活性级分(即BAFSI)的应激诱导的光合生物的方法。此方法涉及(i)提供光合生物；和(ii)在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养该光合生物。
如本文所使用，本发明的改变的生物活性级分指分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分，其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该生物活性级分具有至少一种改变的特征。本文所述改变的特征非限制性地包括改变的物理化学特性、改变的表面修饰特性、改变的保湿特性、改变的抗炎症活性和/或改变的抗老化活性。在具体实施方案中，与对应的来自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，改变的特征改善了本发明的生物活性级分的生物活性或特性。在另一实施方案中，该至少一种改变的特征是指，与对应的来自非应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性或特性相t匕，本发明的生物活性级分的一种或多种生物活性或特性的改变。
适宜的诱导应激的培养条件如本文所述，且可以非限制性地包括使该光合生物经受应激因子或多个应激因子。如本文所示，该应激因子或多个应激因子可以非限制性地包括诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压和/或其组合的应激因子。如本文所示，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该应激因子或多个应激因子对改变分离自应激诱导的光合生物的至少一种生物活性级分的至少一种特征有效。
本发明用于产生应激诱导的光合生物的方法对改变本发明的生物活性级分的至少一种特征有效，该至少一种特征非限制性地包括诸如物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和/或抗老化活性的特征。[0059]如本文所使用，该物理化学特性包括但不限于诸如表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性。
如本文所使用，该抗炎症活性和/或抗老化活性包括但不限于诸如弾性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
可以从应激诱导的光合生物分离的生物活性级分可以非限制性地包括细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
本发明还涉及通过此方法产生的应激诱导的光合生物。
如本文所使用，光合生物包括水生光合生物和陆地非水生光合生物。可以将具有光合活性的任意生物用于本发明。
本发明的水生光合生物包括但不限于褐藻纲(Phaeophyceae)和绿藻纲 (Chlorophyceae)的水生光合生物。具体而言，水生光合生物可以非限制性地包括巨藻属(Macrocystis)和硬毛藻属(Chaetomorpha)的物种。适宜的巨藻属物种可以非限制性地包括 Macrocystis angustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis laevis和巨藻。适宜的硬毛藻属物种可以非限制性地包括气生硬毛藻(Chaetomorpha aerea)、Chaetomorpha antennina、绿藻塞根硬毛藻(Chaetomorpha basiretorsa)、短节硬毛藻(Cnaetomorpha brachygona)、しnaetomorpha californica、Chaetomorpha cannabina、粗硬毛藻(Chaetomorpha crassa)、Chaetomorpha gracilis、先 1 形硬毛藻(ChaetomorphaIinumノ、黑绿硬毛藻(Chaetomorpha melagonium)、Chaetomorpha natalensis 和螺方定硬毛 燊(Chaetomorpha spiralis)。
本发明还涉及用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法。此方法涉及(i)提供按照本发明产生的应激诱导的光合生物；(ii)将该应激诱导的光合生物分为细胞液和细胞壁成分；(iii)在对产生生物活性级分有效的条件下处理该细胞液，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和(iv)从该处理的细胞液分离该生物活性级分。
在一个实施方案中，可以经新鮮植物分级分离技术捕获和分离本发明的应激诱导的光合生物中的生物活性级分及应激诱导的复合体和化合物，该分级分离技术描述于以下美国专利和公开的专利申请中美国专利号7, 537，791,7, 442，391和7，473，435，美国专利申请公开号 US2007/0196523、US2009/0186109、US2009/0185990 和 US2009/0017144，其公开内容在此以其整体引入作为參考。
鉴于本文所述分离技木，且鉴于以上美国专利和公开的专利申请中所教导的新鮮植物分级分离技术，本领域普通技术人员可以容易地确定如何产生本发明的分离的生物活性级分。为了參考的目的，以下是上文引用的美国专利和公开的专利申请中每ー个的教导的简要概述。
美国专利号7，537，791公开了来自小白菊(短舌匹菊(Tanacetum parthenium))的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为參考。
美国专利号7，442，391公开了生物活性植物化妆品组合物及它们的产生方法，其在此引用作为參考。
美国专利号7，473，435公开了来自山茶科(Theacea)植物的生物活性组合物及它们的产生和使用方法，其在此引用作为參考。[0071]美国申请公开号2007/0196523公开了来自小白菊(短舌匹菊)的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0186109公开了来自小白菊(短舌匹菊)的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0185990公开了来自山茶科植物的生物活性组合物及它们的产生和使用方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0017144公开了生物活性植物化妆品组合物及它们的产生方法，其在此引用作为参考。如本领域普通技术人员可以理解，这些分级分离和分离技术提供了完全捕获所有胞内物质并将其所有成分分布在核心级分中的手段，该核心级分分离自新鲜植物材料而不含任何外部溶剂或化学药品，且无胞内渗透压稳态的损伤。因此，可以完全保留经受了多种应激因子的光合生物的所有细胞器和胞质成分的完整性，并分离在多种级分中。
与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，通过本发明的分离方法产生的分离的生物活性级分具有至少一种改变的特征。如本文所指出，分离的生物活性级分中可以改变的特征的实例可以非限制性地包括物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性。
本发明还涉及包含分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性组合物，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
用于该生物活性组合物中的生物活性级分分离自应激诱导的光合生物，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该光合生物已在对改变该分离的生物活性级分的至少一种特征有效的条件下经受了应激因子或多个应激因子。该改变的特征和多种应激因子如本文所提供。
在一个实施方案中，该生物活性组合物还可以包含稳定剂。适合用于本发明的生物活性组合物的稳定剂为本领域公知。适宜的稳定剂的实例包括但不限于乳化剂、防腐剂、抗氧化剂、聚合物基质及其混合物。
在一个实施方案中，该生物活性级分基本不含包括但不限于蛋白质的不希望的成分。蛋白质的缺乏很重要，因为残留的蛋白质可以引起接触性皮炎(V. Janssens等，“Protein contact dermatitis myth or reality ，，，British Journal of Dermatology1995 ；132 :1-6)。此外，就成品的配制而言，蛋白质的存在可以产生稳定性和相容性问题。
本发明还涉及适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，其中该生物活性局部制剂包含(i)局部有效量的本发明的生物活性组合物；和(ii)可局部用载体。
适合用于本发明的生物活性组合物的可局部用载体为本领域公知。适宜的可局部用载体可以包括但不限于亲水性膏基、亲水性洗剂基、亲水性表面活性剂基、亲水性凝胶基、亲水性溶液基、疏水性膏基、疏水性洗剂基、疏水性表面活性剂基、疏水性凝胶基和疏水性溶液基。
在多种实施方案中，本发明的生物活性级分、组合物和制剂是“可化妆品用的”。本文所用的术语“可化妆品用的”指生物活性级分、组合物、成分、制剂、化妆品活性剂或惰性成分，其适合用于与哺乳动物组织(例如人类皮肤)接触而无异常毒性、不相容性、不稳定性、刺激、变应性反应等，具有合理的利益/风险比。
在多种实施方案中，本发明的生物活性级分、组合物和制剂用于局部应用于人类，且可以以“安全而有效的量”应用。本文所用的术语“安全而有效的量”指生物活性级分、组合物、成分或制剂的量，其足以在待调节或治疗的病症中显著诱导积极的改变，但足够低，以避免严重的副作用。包含生物活性级分的生物活性组合物、成分或制剂的安全而有效的量将随所治疗的具体病症、最終使用者的年龄和身体条件、所治疗/预防的病症的严重度、治疗持续时间、并行治疗的性质、所利用的具体生物活性成分或制剂、所利用的具体的可化妆品用局部载体等因素而变。
可以用普通技术人员公知的方法来制备包含本发明的生物活性级分或组合物的制剂。
可以这样配制生物活性局部制剂，使得生物活性组合物以该生物活性局部制剂总重量的约O. 01%至约98. O %之间的量存在。本发明考虑具有落在所述O. 01%至98. 0%的范围内(包括终点(即O. 01%和98. 0% ))的生物活性组合物浓度的生物活性局部制剂。本领域普通技术人员可以容易地确定适合用于具体局部制剂中的生物活性组合物的浓度。
本发明的生物活性局部制剂适合用于多种应用，包括例如皮肤护理应用、防晒护理应用、头发护理应用和个人护理应用。本领域普通技术人员可以容易地确定该生物活性局部制剂在其他应用中的用途。
本发明的生物活性局部制剂适合用作洗剂，其非限制性地包括皮肤洗剂、防晒凝胶、保湿洗剂、防晒洗剂、面部凝胶洗剂、面部调色洗剂和抗老化洗剂。本领域普通技术人员可以容易地确定可以掺入本发明的生物活性局部制剂的其他洗剤。
本发明还涉及用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的參数和其他具体流程。
本发明还涉及保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对減少紫外线诱导的皮肤组织的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的參数和其他具体流程。
本发明还涉及用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法。此方法涉及(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对正常化皮肤组织中的细胞障碍有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。皮肤组织中的细胞障碍为本领域公知。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的參数和其他具体流程。
本文所用的术语“哺乳动物”包括但不限于人类。
本发明还涉及用于培养应激诱导的光合生物的系统。此系统包括(i)用于培养光合生物的生物反应器；和(ii)用于控制该生物反应器中的培养条件的培养控制系统。该培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入该生物反应器中，并配置为调节该生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的強度、持续时间和/或浓度。该应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
在一个实施方案中，用本发明的系统来培养水生光合生物，其中配置该生物反应器来在液体培养基中培养该水生光合生物。图17中说明了用于水生光合生物的系统的适宜的配置的实例。在具体实施方案中，该生物反应器可以非限制性地是水族箱。表1(下文)中显示了本发明的系统的一个实施方案的多种组件。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员可以容易地确定适合用于本发明的系统的其他一般组件或特殊组件，因此，本发明考虑这类其他一般组件或特殊组件。
下文显示关于本发明的多种方面和实施方案的其他细节。
在一个实施方案中，由于其快的生长速率和在极端条件(尤其是高压和相对低的温度)下存活的能力而选择了大型褐藻(巨藻)。它见于全世界几大洲的海岸，例如北美西岸，从南阿拉斯加至下加利福尼亚；南美、南非和南澳洲海岸。为了使巨藻在特定环境中繁盛，必须具有用于附着的硬表面、高养分浓度、中度水流及清澈和干净的海水。巨藻属偏好 外海岸水中良好混合的盐水(Connor J, Baxter C, Kelp Forest. Monterey Bay AquariumFoundation, Monterey :1989)。大型褐藻是碘、I丐和硫的富集来源,铁、磷、钠、钾、镁及维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和复合维生素B的良好来源。巨藻的主要成分是黏多糖、藻酸盐、酚类化合物、极性脂质和糖基甘油二酯，以及蛋白质、糖类、必需脂肪酸、氨基酸和约30种矿物质、叶绿素a和C，以及胡萝卜素和叶黄素(Wurges，J.和R. J. Frey. 2005. InJ. L. Longe,The Gale Encyclopedia of Alternative Medicine，Farmington HillsiMich Thomson/Gale. ISBN 0787693960)。细胞壁由以多糖(如有价值的藻酸)分层的纤维素组成。
巨藻菌柄类似于陆生植物的茎。光合作用中产生的必需糖类用于满足它们自身的代谢需要，以及转运至藻类的其他部分，包括固着器、产孢子的叶片及新藻体。
大型褐藻叶片是捕获大部分阳光能量并通过光合作用转化为糖类的部位；然后藻类将所产生的糖类用于能量。大型褐藻气胞是充气的气囊，其作为浮子来升高叶片，使其更接近可以发生光合作用的表面(Bold HC, Wynne M J. Introdu ction to the Algae.Prentice Hall, Englewood Cliffs :1978)。
巨藻固着器外观看起来类似于根。但是，这些根不像陆生植物那样吸收养分和水。固着器维持巨藻的位置。巨藻的固着器是多年生的，可持续一至七年(Connor J7Baxter C，Kelp Forest. Monterey Bay Aquarium Foundation, Monterey : 1989)。
在另一实施方案中，由于其快的生长速率、其在相对高的温度下存活的能力及其相对于巨藻的高水平光合活性而选择了绿藻(线形硬毛藻)。线形硬毛藻见于相对浅的亚热带至热带太平洋岛礁。它是以不附着于任何基底的丝状簇生长的浮游藻类。常在水中培养线形硬毛藻来用作去除杂质(尤其是硝酸盐)的天然滤器。
在另一实施方案中，通过不同的应激因子来起始BAFSI的产生，该应激因子包括但不限于紫外线(UV)、臭氧(O3)、渗透压(Biological Control Systems Analysis. JohnH. Milsum-McGraw-Hill Book Company NY, 1966)和最初培养条件(例如流体静力压)的显
著变化。
在一个实施方案中，图I中所示的基础输入应激信号包括但不限于脉冲函数(f(t) = δ (t))、単位阶跃函数(f(t) =u(t))和斜坡函数(f(t) =t)。图2中显示描述应用于藻类的应激的函数。
在另ー实施方案中，在巨藻的情况下，存在流体静カ应激的附加因子，因为在水族箱中培养提供了比该物种的天然生长条件中常见的水压低的水压。流体静カ应激在将巨藻从它的正常环境取出时开始，在实验结束时终止。它是同等地应用于实验中的所有巨藻的因子，因此未显不。
培养条件和參数
权利要求
1.用于产生用于分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物的方法，所述方法包括: 提供光合生物；和 在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养所述光合生物； 其中所述诱导应激的培养条件包括使所述光合生物经受应激因子或多个应激因子； 其中所述应激因子或多个应激因子包括但不限于选自紫外线、臭氧、滲透压、流体静カ压及其组合的应激因子；且 其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，所述应激因子或多个应激因子对改变分离自所述应激诱导的光合生物的至少ー种生物活性级分的至少ー种特征有效。
2.权利要求
I的方法，其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征； 其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性；和 其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弾性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
3.权利要求
I的方法，其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
4.权利要求
I的方法，其中所述光合生物选自水生光合生物和陆地非水生光合生物。
5.权利要求
4的方法，其中所述水生光合生物包括但不限于选自褐藻纲和绿藻纲的水生光合生物。
6.权利要求
4的方法，其中所述水生光合生物包括但不限于选自巨藻属物种(Macrocystis spp.)和硬毛藻属物种(Chaetomorpha spp.)的水生光合生物。
7.权利要求
6的方法，其中所述巨藻属物种包括但不限于选自Macrocystisangustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis Iaevis 和B藻的巨藻偶物种。
8.权利要求
6的方法，其中所述硬毛藻属物种包括但不限于选自气生硬毛藻、Chaetomorpha antennina、绿藻查根硬毛藻、組节硬毛藻、Chaetomorpha californica、Chaetomorpha cannabina、粗硬毛藻、Chaetomorpha gracilis、线形硬毛藻、黑绿硬毛藻、Chaetomorpha natalensis和螺旋硬毛藻的硬毛藻属物种。
9.应激诱导的光合生物，其按照权利要求
I的方法产生。
10.用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法，所述方法包括 提供按照权利要求
I的方法产生的应激诱导的光合生物； 将所述应激诱导的光合生物分为细胞液和细胞壁成分； 在对产生生物活性级分有效的条件下处理所述细胞液，其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和 从所述处理的细胞液分离所述生物活性级分； 其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，所述分离的生物活性级分具有至少ー种改变的特征。
11.权利要求
10的方法，其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征； 其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性；和 其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
12.改变的生物活性级分，其按照权利要求
10的方法分离。
13.生物活性组合物，其包含 分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分； 其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
14.权利要求
13的生物活性组合物，其中所述生物活性级分基本不含包括但不限于蛋白质的不希望的成分。
15.权利要求
13的生物活性组合物，其中所述光合生物选自水生光合生物和陆地非水生光合生物。
16.权利要求
13的生物活性组合物，其中所述水生光合生物包括但不限于选自褐藻纲和绿藻纲的水生光合生物。
17.权利要求
16的生物活性组合物，其中所述水生光合生物包括但不限于选自巨藻属物种和硬毛藻属物种的水生光合生物。
18.权利要求
17的生物活性组合物，其中所述巨藻属物种包括但不限于选自Macrocystis angustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis Iaevis 和巨藻的巨藻属物种。
19.权利要求
17的生物活性组合物，其中所述硬毛藻属物种包括但不限于选自气生硬毛藻、Chaetomorpha antennina、绿藻基根硬毛藻、短节硬毛藻、Chaetomorphacalifornica、Chaetomorpha cannabina、粗硬毛藻、Chaetomorpha gracilis、线形硬毛藻、黑绿硬毛藻、Chaetomorpha natalensis和螺旋硬毛藻的硬毛藻属物种。
20.权利要求
13的生物活性组合物，其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，在分离前使所述应激诱导的光合生物在对改变所述分离的生物活性级分的至少一种特征有效的条件下经受应激因子或多个应激因子； 其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征； 其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性； 其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性；且 其中所述应激因子或多个应激因子包括但不限于选自紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
21.权利要求
13的生物活性组合物，其进一步包含稳定剂。
22.权利要求
21的生物活性组合物，其中所述稳定剂选自乳化剂、防腐剂、抗氧化剂、聚合物基质及其混合物。
23.适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，所述生物活性局部制剂包含 局部有效量的权利要求
13的生物活性组合物；和 可局部用载体。
24.权利要求
23的生物活性局部制剂，其中所述可局部用载体选自亲水性膏基、亲水性洗剂基、亲水性表面活性剂基、亲水性凝胶基、亲水性溶液基、疏水性膏基、疏水性洗剂基、疏水性表面活性剂基、疏水性凝胶基和疏水性溶液基。
25.权利要求
23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性组合物以所述生物活性局部制剂的总重量的约O. 01%和约98. 0%之间的量存在。
26.权利要求
23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性局部制剂适合用于选自皮肤护理应用、防晒护理应用、头发护理应用和个人护理应用的应用。
27.权利要求
23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性局部制剂适合用作选自皮肤洗剂、不含乳化剂的防晒凝胶、保湿洗剂、防晒洗剂、面部凝胶洗剂、面部调色洗剂和抗老化洗剂的洗剤。
28.用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法，所述方法包括 提供权利要求
13的生物活性组合物；和 以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
29.保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法，所述方法包括 提供权利要求
13的生物活性组合物； 以对減少紫外线诱导的皮肤的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
30.用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法，所述方法包括 提供权利要求
13的生物活性组合物；和 以对正常化皮肤组织中的皮肤障碍有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
31.用于培养应激诱导的光合生物的系统，所述系统包括 用于培养光合生物的生物反应器；和 用于控制所述生物反应器中的培养条件的培养控制系统； 其中所述培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入所述生物反应器中，并配置为调节所述生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的強度、持续时间和/或浓度；且 其中所述应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于选自紫外线、臭氧、渗透压、流体静カ压及其组合的应激因子。
32.权利要求
31的系统，其中所述光合生物是水生光合生物，且其中配置所述生物反应器来在液体培养基中培养所述水生光合生物。
专利摘要
本发明涉及分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分。本发明还涉及产生适合用于分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物的方法。本发明还涉及生物活性组合物、生物活性局部制剂及它们的使用方法。
文档编号C12N1/12GKCN102725395SQ201080061178
公开日2012年10月10日 申请日期2010年11月12日
发明者A·杜弗, M·克格诺夫, O·杜瓦-克格诺夫, P·雷希特 申请人:阿克佐 诺贝尔表面化学有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan