JN江南2025年,PDRN(多聚脫氧核糖核苷酸)從醫美圈火到了涂抹式護膚賽道。
據辰宇信息咨詢數據,2023年全球PDRN市場規模大約為1.8億元,預計2030年將增至30億元,2024-2030期間年復合增長率高達43%。
社媒熱度上,小紅書#PDRN#話題已接近億級瀏覽量,閱讀量破4.1萬;抖音PDRN有關話題的播放量也接近5千萬次,且巨量算數顯示,抖音今年上半年關鍵詞“PDRN”的搜索熱度同比暴漲2213.11%。
品牌布局上,歐萊雅旗下蘭蔻、拜爾斯道夫的萊珀妮、愛茉莉太平洋的AP嬡彬等國際美妝將PDRN寫入核心配方;佰鴻集團、綻妍生物、華熙生物、綻媄婭、優時顏等本土美妝也紛紛入局,推出PDRN系列新品……
PDRN在化妝品行業的熱度可見一斑。追溯PDRN的“出身”,作為一種多從三文魚中提取的天然DNA片段,早年其以“三文魚針”在醫美市場圈粉無數,如今基于其已驗證的再生及修復功效,越來越多企業開始探索PDRN在涂抹式護膚品領域的應用。
不過,PDRN雖潛力巨大,但在涂抹式護膚品應用中仍面臨諸多挑戰,如原料來源受限、生產純化門檻高及透皮吸收效率差等。這時候,原料來源創新與生產、透皮技術研發,就成了行業突破的關鍵方向。
本期成分特輯子欄目“原料新品”,將以全球PDRN新原料研發動態為主題,聚焦國內外原料商或研究機構基于PDRN開發的新來源原料或新合成、滲透技術,分析近期的研究成果。
長期以來,PDRN原料主要依賴海洋生物提取,如三文魚精子、多鱗魚卵等,但這種動物提取路徑存在原料供應不穩定、提取成本高、致敏風險爭議等諸多問題。也因此,眾多原料商們開始將目光落至對植物源PDRN的探索上。
近期,BIO-FD&C公司便公布一項發表于國際期刊《Biochemical and Biophysical Research Communications》的研究,該研究團隊首次成功從絞股藍愈傷組織中提取植物源PDRN,并在細胞與分子層面驗證其在屏障修復與抗氧化上的活性。
圖源:《Biochemical and Biophysical Research Communications》期刊
科學研究表明,作為一種中藥資源,絞股藍擁有豐富的皂苷含量,且其愈傷組織中的基因組DNA同動物源PDRN一樣,具備顯著屏障修復活力,這為其切入植物源PDRN賽道、解決動物源原料依賴問題提供了科學支撐。
從提取工藝來看,研究團隊從絞股藍葉片中誘導出愈傷組織,并通過生物反應器擴大培養,再經超聲波技術提取出分子量在50–1500kDa之間的DNA片段。該工藝提取得到的PDRN,與鮭魚源PDRN在結構上非常接近,但全程不涉及動物組織。
從作用功效來看,研究發現,絞股藍PDRN具有以下四大功效:
1)提升細胞活力:在實驗室模擬中,絞股藍PDRN能讓角質形成細胞的活力提升近一倍,與鮭魚PDRN相當,這意味著其能為皮膚代謝與修復提供能量支持。
2)修復皮膚屏障:絞股藍PDRN增強了兩種關鍵屏障蛋白的表達,即絲聚蛋白和內披蛋白。其中,前者決定皮膚的含水能力,后者影響角質細胞之間的黏合程度。
3)抗氧化能力強:絞股藍PDRN對自由基的清除效果為鮭魚PDRN的92%,具備良好的抗氧化保護力;且其抗氧化機制路徑明確,與目前多數再生類護膚成分的路徑一致,絞股藍PDRN可激活皮膚中經典的抗氧化調控通路(NRF2/HO-1)。
4)促進細胞連結:絞股藍PDRN還能調節與細胞間“緊密連接”相關的蛋白,幫助皮膚細胞像磚塊一樣排列緊密,提高屏障完整性。
此外,值得一提的是,絞股藍PDRN并非通過傳統提取皂苷的方式獲得,而是依托愈傷組織——一種在植物自我修復時形成的細胞狀態。這種方式不僅更容易實現規模化生產,也能提高提取物的活性一致性。
盡管植物源PDRN在一定程度上減輕了成本負擔、降低了對海洋生態的影響,但受相關作物生長周期的制約,其生產效率與供應穩定性仍存在提升空間。而微生物PDRN憑借生物發酵可突破自然生長周期限制,為破解這一應用痛點提供了新路徑。
近日,韓國MNH生物科技有限公司(Microbe&Healthcare Biocompany)首次在全球公開一項研究成果,宣稱其成功研制出微生物衍生PDRN(以下簡稱:L-PDRN)。
圖源:《Current Issues in Molecular Biology》期刊
據悉,該微生物衍生PDRN是MNH研究團隊采用鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus)經歷細菌培養、PDRN提取、純化等步驟制得的。
與傳統的三文魚衍生PDRN相比,L-PDRN在多種生物學特性上表現出顯著優勢,包括更強的抗氧化作用、更高的超氧化物歧化酶(SOD)樣活性和DPPH自由基清除能力。
劃痕愈合實驗
如,在DPPH自由基清除實驗中,5000ppm濃度的L-PDRN自由基清除活性為40.78%,是三文魚PDRN的近5倍;而在傷口愈合實驗中,相比傳統PDRN,相同濃度的L-PDRN可減少更大的炎癥傷口面積,這表明L-PDRN在炎癥條件下對傷口修復更有效。
除生物活性升級外,電泳分析也顯示,與傳統的三文魚PDRN相比,L-PDRN的DNA片段更小并小于100bp,表明L-PDRN具有更好的生物利用度和皮膚吸收能力。
電泳分析圖
綜合來看,MNH此次推出的微生物衍生L-PDRN,不僅以生物發酵技術突破了植物源PDRN的生長周期限制,還解決了PDRN規模化應用的生產痛點,這為PDRN原料的技術迭代與應用拓展提供了較具價值的方向。
當然,不止國際玩家,國內原料企業也在微生物來源PDRN領域發力。如,近期佰鴻集團華湙生物就開發出一款具有自主知識產權的“益生菌球PDRN”。
據悉,該PDRN是通過海量菌種AI篩選、精準提取技術、高效的分離手段和嚴格的純化工藝等手段,從益生菌——保加利亞乳桿菌中獲取而來。
圖源:佰鴻集團華湙生物公眾號
據稱,在三文魚PDRN修復DNA損傷的基礎上,該益生菌PDRN擁有調節肌膚微生態平衡、減少線粒體氧化應激損傷的優勢。同時實驗也證實,該PDRN可提升IL-10等抑炎因子199.76%,有效改善暗沉泛紅、屏障受損等炎癥型衰老癥狀。
在此基礎上,益生菌球PDRN的開發,則是通過層層自組裝壓縮技術,將PDRN分子包裹在益生菌球中,通過微球化技術使每個益生菌球含有700000個PDRN分子。
這種微球化技術,不僅可顯著提升PDRN的透皮性能,使其更容易透過皮膚表層深入真皮層;也能保護PDRN中容易被核酸酶降解的酶切位點,確保其能夠穩定地進入皮膚細胞,發揮更加持久的抗老功效。
經實驗證實,益生菌球PDRN可使M2階段抗炎因子IL-10提升1479.77%,高效抑制炎癥促進修復;使M2型巨噬細胞標記物Arg-1表達量提升270.53%,加快皮膚修復進程,促進組織再生,為激活細胞能量源,重建肌膚生態圈提供新的解決方案。
且值得一提的是,目前該益生菌球PDRN已與球PDRN聯用,應用到了佰鴻集團華湙生物旗下amie新品中。
圖源:佰鴻集團華湙生物公眾號
除原料來源受限外,PDRN的生產難題同樣嚴峻:提取純化工藝復雜、成本高昂,產物純度與批次一致性難以保障,規模化量產與穩定性雙瓶頸亟待突破。
近期,瑞吉明(山東)生物科技有限公司公開一項專利,依托生物合成技術,為PDRN生產提供新的合成路徑:用工程菌來“克隆復制”PDRN片段,實現成本可控、片段可設計、質量可追溯的PDRN生產。
圖源:瑞吉明生物公眾號
據悉,與傳統噬菌體或限制性酶切系統不同,該方案采用了熱激法與高效感受態制備技術配合,實現了轉化率的大幅提升。
另外,該團隊系統構建了發酵級參數模型,包括菌種接種量、碳氮比、誘導時間與溫度等,優化出適合中試規模的復制方案。同時,該工藝流程還引入多步物理剪切和有序層析系統,確保所得PDRN具備生物醫用級純度要求,且序列穩定、片段均一。
值得注意的是,除保障穩定均一外,這項技術路徑還能實現PDRN片段的可控性。研究人員可根據不同護膚功效設計不同長度與序列的PDRN,如主打抗炎的短片段或促進膠原生成的中長鏈DNA,這一能力為未來功能定向開發與個性化復配提供了更大操作空間。
可以看到,合成生物學路徑不僅解決PDRN生產工藝的諸多問題,也為涂抹式護膚產業提供了多重發展機遇。
一方面,大規模、穩定供應的合成PDRN將直接降低終端產品成本,幫助企業研發高性價比的微針修復精華、功效型面膜等產品。
另一方面,這種可控的生產方式,也便于對PDRN片段進行進一步的序列設計與功能定制,以滿足不同護膚場景的特異性需求,如針對敏感肌修復或抗炎、抗氧化等功效強化。
作為一種大分子成分,PDRN的透氣吸收問題也是其應用于涂抹式護膚品時,面臨的卡脖子難題。如何讓這一高效成分安全、穩定地抵達皮膚深層,是當下的研究熱點之一。
近日,北京工商大學公開一項研究成果,開發出一種新型的PDRN納米顆粒,可顯著提升其皮膚滲透效率,為“涂抹式PDRN”提供可行性方案。
圖源:《International Journal of Biological Macromolecules》期刊
據了解,該PDRN納米顆粒是利用亞精胺作為“凝聚劑”和“載體”,通過將PDRN與亞精胺結合,制備出的粒徑約為200nm的穩定納米顆粒(PDRN-NPs)。
這種納米結構,改變了PDRN原有電荷特性,可極大增強皮膚穿透能力。如據滲透性測試實驗結果顯示,與單獨使用PDRN相比,這種新型納米顆粒的體外經皮滲透性增加了202.3%,體內滲透性也增加了143.4%。
除強大的滲透能力外,這一新型納米顆粒還具有多維度抗衰老功效。體內實驗結果顯示,PDRN-NPs能有效抑制導致皮膚老化的炎癥因子,并顯著減少膠原蛋白降解酶(MMP-1)的產生,從而保護皮膚的彈性和緊致度。同時,還能促進細胞的遷移和再生相關因子的表達,增強了皮膚的自我修復能力。
總體來看,國內外原料公司在PDRN原料來源、生產、滲透技術方面的創新突破,為PDRN涂抹式護膚品的開發和應用,提供了新的想象空間。
且不可否認的是,隨著更多核心技術的持續突破與創新迭代,PDRN將為功效護膚或醫美行業帶來更多新可能。
然而,當前技術成熟度不均衡、市場認知度有待提升、行業標準缺失等現實因素仍在,這意味著PDRN距離成為一個成熟、穩定且被廣泛接受的功效護膚成分,依然任重道遠。
消息來源:各企業官網、公眾號、新美學化妝品科學傳播等