Molecules | 从山茶花中分离出的肠膜明串珠菌subsp. DB-21 衍生的外泌体具有美白和抗炎活性

    2025年2月份发表在Molecules上的一篇有关外泌体（Exosomes）展现惊人护肤潜力的文章，科学家从山茶花（Camellia japonica）中分离出一株特殊乳酸菌——Leuconostoc mesenteroides DB-21，其分泌的外泌体（Exosomes）被证实具有显著美白+抗炎活性！未来或可替代传统美白成分，安全无刺激？接下来带领大家一探究竟！

一、研究思路

1、外泌体分析

    外泌体指的是直径30-150nm的天然纳米颗粒，携带蛋白质、RNA、代谢物等活性成分，具有靶向递送能力，可穿透皮肤屏障。

    利用纳米颗粒跟踪分析（NTA）来评估通过带有切向流过滤 （TFF）系统纯化的DB-21外泌体的大小和浓度。结果表明，100倍稀释的DB-21外泌体样品的浓度为2.9×10⁷个颗粒/mL，大多数颗粒在50至200 nm的尺寸范围内。此外，采用透射电子显微镜（TEM）可视化并确认DB-21外泌体的形态和大小（图1a），成功捕获TEM图像（图1b）。这些发现表明DB-21外泌体是高度纯化的，适合后续实验。

图1. DB-21 衍生的外泌体 （DB-21 外泌体） 的外泌体表征。（a） DB-21 外泌体的纳米颗粒跟踪分析。（b） DB-21 外泌体的透射电子显微镜图像。

DB-21菌株外泌体的独特优势
✅ 源于益生菌，生物相容性极佳
✅ 比单一成分更全面的调控能力
✅ 稳定性高于游离活性物质

 

2、美白机制大揭秘（外泌体直接作用）

三重通路实现"智能美白"

① 酶活狙击手：外泌体携带的特异蛋白可精准抑制酪氨酸酶活性，阻断黑色素合成第一步

②基因调控师：miRNA成分下调MITF、TYR、TRP-1/2等黑色素相关基因表达

③抗氧化联盟：富含SOD、过氧化氢酶等，中和UV诱导的ROS，预防色素沉着

对比实验显示：

DB-21外泌体处理后的黑色素细胞，黑色素含量降低58%（效果优于同等浓度熊果苷）

图2. DB-21外泌体对脂多糖（LPS）刺激的RAW 264.7巨噬细胞及α-黑色素细胞刺激激素（α-MSH）诱导的B16F10黑色素瘤细胞的存活率。(a)RAW 264.7巨噬细胞的存活率。(b)B16F10黑色素瘤细胞的存活率。通过MTT法检测RAW 264.7细胞在DB-21外泌体(1.81×10^7、3.63×10⁷和7.25×10⁷ 颗粒/mL）存在时，经LPS（1μg/mL）刺激后的细胞毒性。通过MTT法检测B16F10细胞在DB-21外泌体(1.81×10⁷、3.63×10⁷和7.25×10⁷颗粒/mL）存在时，经α-MSH (200 nM）刺激后的细胞毒性。结果以与对照组相比的百分比形式呈现。* p < 0.05。

 

3、DB-21外泌体具有抗炎修复功能

智能抗炎三部曲

① 信号拦截：外泌体膜蛋白竞争性结合TLR受体，阻断NF-κB炎症通路激活

②细胞对话：递送IL-10 mRNA，促进巨噬细胞向抗炎表型转化

③损伤修复：刺激成纤维细胞增殖，加速屏障修复

实验证据：

在LPS诱导的炎症模型中，外泌体处理组TNF-α分泌减少72%。

图3 . DB-21外泌体对LPS刺激的RAW 264.7细胞中诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶2（COX-2）蛋白表达的抑制作用。DB-21外泌体对RAW 264.7细胞中 (a)蛋白质条带检测结果、(b) iNOS及(c) COX-2蛋白水平的抑制作用（在DB-21外泌体浓度为1.81×10^7、3.63×10⁷和7.25×10⁷颗粒/mL的条件下，使用LPS（1 μg/mL）刺激细胞）。通过蛋白质印迹法检测iNOS、COX-2和β-肌动蛋白的表达水平。数据以均值±标准差（SD）表示，基于三次独立实验结果。* p < 0.05；** p < 0.01；*** p < 0.001。

 

04、DB-21外泌体可以抑制黑色素的产生

    植物-微生物共进化优势：山茶花提供的独特生长环境，使DB-21外泌体富含特殊活性物质，外泌体完整保留花源抗菌多酚（如儿茶素衍生物）。

    通过western blot 检测 MAP 激酶的磷酸化水平，实验结果证实：DB-21 外泌体有效抑制了属于 MAP 激酶通路的 ERK 、 JNK 和 p38 的磷酸化; 特别是，最高浓度处理组的ERK 、 JNK 和 p38 的磷酸化低于无 α-MSH 组。这些实验结果证实，DB-21 外泌体通过抑制属于 MAP 激酶通路的 ERK、JNK 和 p-38 的磷酸化来抑制 MITF 的表达，从而抑制黑色素的产生。

图4. DB-21外泌体对B16F10黑色素瘤细胞MAPK磷酸化的影响。将细胞预孵育48小时，然后用α-MSH（200 nM）和DB-21外泌体（1.81 × 10⁷、3.63 × 10⁷和7.25 × 10⁷颗粒/mL）处理。（a）磷（p）-ERK/ERK的分析，（b）p-JNK/JNK，（c）p-p38/p38的分析。使用蛋白质印迹分析蛋白质水平。数据表示三个独立实验±标准差 （SD） 的平均值。* p < 0.05;p < 0.001。

 

二、应用前景与挑战

    DB-21 外泌体有望成为美白化妆品配方的活性成分，并具有额外的抗炎功效。然而，需要进一步的研究来确定导致这些作用的 DB-21 外泌体的特定生物活性成分，未来可以考虑通过改变培养条件和额外纯化外泌体来增强外泌体的功效。此类研究可能通过利用LAB 衍生外泌体的独特特性，为开发新型化妆品和治疗应用铺平道路。

三大突破方向

▸ 微针递送系统（解决透皮吸收难题）

▸ 冻干保存技术（保持外泌体活性）

▸ 与其他活性物复配（如透明质酸+外泌体）

待解问题

• 大规模培养的产量瓶颈

• 标准化质量控制体系

 

文献：Choi BM, Lee G, Hong H, Park CM, Yeom A, Chi WJ, Kim SY. Whitening and Anti-Inflammatory Activities of Exosomes Derived from Leuconostoc mesenteroides subsp. DB-21 Strain Isolated from Camellia japonica Flower. Molecules. 2025 Feb 28;30(5):1124.