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      關于“長壽維生素”麥角硫因：記憶、皮膚的“守護者”，合成生物學的“寵兒”
      
						
      2023-06-30
      
					
      
					
      
						
      
	
      
		 
      
	
      
		日本株式會社エル?エスコーポレーション最近獲得了麥角硫因（成分名稱：Aminothionein®）的專利，用于改善與衰老相關的持續注意力下降。該公司對從金頂側耳（一種蘑菇）中提取的麥角硫因進行反復研究，迄今為止，已經獲得“食品添加劑和食品抗氧化劑”、“抗抑郁藥”、“使用麥角硫因診斷和治療克羅恩病”等專利。
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因，聽起來可能相對陌生，但它確是護膚界的高潛成分，合成生物學的熱門原料。Market Watch數據顯示，預計到2028年，麥角硫因的市場規模將達到1.719億美元，在 2022-2028年預測期間的復合年增長率為36.2%。近幾年，麥角硫因的知名度越來越高，有研究人員建議根據其特征，將其歸類為“壓力維生素（Stress Vitamin）”，加州大學伯克利分校生物化學和分子生物學名譽教授Bruce Ames將其稱為“長壽維生素（longevity vitamins）”。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
	
      
		抗氧化屆的“大魔王”
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因（Ergothioneine，EGT）是一種天然存在的氨基酸，1909年，法國藥劑師Charles Tanret首次從麥角真菌中分離，并以此菌命名，麥角硫因主要存在于放線菌（如分枝桿菌）和非酵母類真菌中（其中包括擔子菌門和子囊菌門），人體組織和器官比如紅細胞、骨髓、肝臟、腎臟和眼睛中也含有麥角硫因，但是人體不能自身合成，只能通過飲食獲得，蘑菇是主要膳食來源。
      
	
      
		 
      
	
      
		1911年，Barger 和 Ewins 確定了麥角硫因的結構。它是同時具有硫醇和硫酮形式的互變異構體，并且硫酮互變異構體在生理pH下占主導地位，這使得麥角硫因具有異常強大的抗氧化性。臨床數據顯示，麥角硫因清除自由基的能力是谷胱甘肽的14倍，輔酶Q10的30倍。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
			 
      
		
      
			
      
	
      
	
      
		麥角硫因兩種互變異構體的結構式
      
	
      
		圖源：參考文獻1
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因的抗氧化作用主要通過以下幾種機制體現：1）可以阻止OH等自由基的形成，直接清除次氯酸和過氧亞硝酸鹽等活性氧（ROS）；2）有效鰲合多種二價金屬陽離子；3）可以與體內其他天然抗氧化防御系統相互作用，例如激活涉及MAPKs的細胞內抗氧化途徑以及調節過氧化物酶和抗氧化酶的水平；4）抑制各種血紅蛋白的氧化作用。
      
	
      
		 
      
	
      
		與其他抗氧化劑相比，麥角硫因有以下特點：1）是一種適應性抗氧化劑，它會優先在暴露于氧化應激和損傷的細胞和組織中積累，人體內的有機陽離子轉運蛋白OCTN1（現被稱為SLC22A4，一種具有551個氨基酸的轉運蛋白，具有三個糖基化位點），可以將麥角硫因轉運至所需的部位；2）人體內具有麥角硫因的再生循環通路，麥角硫因與谷胱甘肽結合能夠使其再生，從而可以循環和單線態氧發生反應，達到更全面持久的抗氧化效果；3）麥角硫因在體內排泄很慢，因此麥角硫因可以高度保留在人和其他動物的身體組織和紅細胞中，充分發揮其作用；4）麥角硫因主要以硫酮的形式存在，具有理想的熱穩定性和pH穩定性。
      
	
      
		
      
			
      
	
      
	
      
		記憶、皮膚的“守護者”
      
	
      
		 
      
	
      
		1）記憶“守護者”
      
	
      
		 
      
	
      
		氧化應激是神經退行性疾病的主要原因之一。例如β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積引起的氧化應激在阿爾茲海默癥的發病機制中起重要作用。研究表明，麥角硫因可以保護大腦健康和改善認知功能，它可以穿透血腦屏障進入大腦發揮作用。
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因對神經性退行性疾病的潛在作用機制是多方面的：1）麥角硫因可以直接抑制細菌和Aβ在海馬區的積累和神經元細胞脂質過氧化；2）可以影響其他抗氧化劑，例如維持 GSH/GSSG 比值和超氧化物歧化酶活性，并恢復大腦中乙酰膽堿酯酶的活性；3）可以防止過氧亞硝酸鹽的形成，它以劑量依賴性方式保護或減少神經元細胞免受 Aβ 誘導的細胞凋亡和順鉑誘導的神經元損傷；4）可以直接降低ROS水平，抑制NF-κB的轉錄通路，也可以阻止促炎細胞因子的產生，從而抑制腦內神經炎癥；5）可以保護神經元細胞免受高血糖誘導的細胞毒性。
      
	
      
		
      
		2020年開始，日本市場開始推出含有麥角硫因的機能性標示食品，主打改善老年人記憶功能，改源制藥株式會社推出的麥角硫因補充劑，是一款針對中高年老年人記憶衰退的產品。
      
	
      
		
      
	
      
		 
      
	
      
		2）皮膚“守護者”
      
	
      
		 
      
	
      
		由于特殊的抗氧化能力，麥角硫因已經成為護膚界的高潛抗衰成分。美麗修行《2022年度潛力功效成分榜單》，麥角硫因位列潛力功效成分第九名，此外美修大數據統計各大抗衰成分在抗衰護膚品中的備案增速，麥角硫因以64.2%的增速位列第八名。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
		
      
	
      
		圖源：美麗修行
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因的護膚主要體現在抗衰上，其作用機制主要有以下5點：1）抗光老化，主要是抗紫外線（UV），抑制UV引起的過氧化反應、炎癥因子/β-Gel、MMPs表達；2）抗氧化，防止氧化損傷，修復DNA損傷，抑制細胞凋亡的發生，并使細胞活力增加；3）抗糖化，減少AGEs的生成；4）預防線粒體膜電位及tDNA損傷；5）預防端粒損傷，激活端粒酶活性、降低端?？s短率。
      
	
      
		 
      
	
      
		此外，麥角硫因在護眼、改善心血管健康和肌肉修復方面也有一定的作用。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
		
      
	
      
		當麥角硫因遇見合成生物學
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因因其稀缺性，價格非常昂貴，2014年，其一公斤的成本接近100萬美元，即使工藝進步，麥角硫因的價格依舊很高。據業內人士介紹，美國原料公司Barnet的麥角硫因使用化學合成路線，受到成本的影響，其市場價格折算成純粉約為7000元/g，是黃金的20倍。
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因有三種獲取途徑，菌菇提取、化學合成和合成生物學，菌菇提取由于含量太低，成本太高已被舍棄，化學合成法容易存在手性異構體雜質和溶劑殘留，成本高的同時會對環境產生影響，目前主要通過合成生物學發酵制備麥角硫因。
      
	
      
		 
      
	
      
		企業、高校和研究所都紛紛開始研究如何通過合成生物學高效制備麥角硫因，在提高純度的同時提高產率，降低成本。利用天然可食用蕈菌或者工程菌對食品級原料進行發酵生產麥角硫因，符合食品應用的安全要求，日本研究表明，使用工程微生物進行發酵可能會使麥角硫因的生產成本降低99%。
      
	
      
		 
      
	
      
		Blue California是第一個通過發酵生產L-麥角硫因的公司，于2015年推出了ErgoActive成分，作為化學合成和蘑菇提取麥角硫因的替代品。
      
	
      
		 
      
	
      
		去年在回復投資者提問時，華熙生物表示，公司采用不同的底盤細胞、不同的技術路線生產不同純度的麥角硫因，用合成生物學生產的麥角硫因在發酵收率方面有量級的突破，從原本幾百毫克每升突破到幾克每升。目前華熙生物推出的Bioyouth™-EGT Pure 超純麥角硫因，純度大于99%，據悉是采用猴頭菇和松蕈的菌絲體聯合發酵制備而成。
      
	
      
		 
      
	
      
		2021 年，中科欣揚通過對細胞硫元素循環進行優化，成功構建麥角硫因細胞工廠，將全球麥角硫因最高單位產量提升 4 倍，純度大于99%。
      
	
      
		
      
			
      
	
      
	
      
		 
      
	
      
		圖源：中科欣揚官網
      
	
      
		 
      
	
      
		深圳瑞德林實現了麥角硫因高通量生產，且價格低于市場價30%。
      
	
      
		 
      
	
      
		中國科學院上海有機化學研究所研究員呂龍帶領其團隊基于真菌合成麥角硫因的原理，通過高通量酶定向進化技術，對麥角硫因生物合成途徑的兩個關鍵酶EGT1與EGT2進行了高效、定向的優化，據稱可以達到80%以上的收率與99.9%以上的純度，而且價格僅為市場價的1/3。
      
	
      
		
      
			
      
	
      
	
      
		 
      
	
      
		麥角硫因的全球合規歷程
      
	
      
		 
      
	
      
		2014年，麥角硫因被我國國家藥品監督管理局列入《已使用化妝品原料目錄》之中，因其獨特的抗氧化作用，是高端護膚品牌倩碧、雅詩蘭黛、海藍之謎、悅木之源的寵兒。目前在我國，麥角硫因還不能合規應用于食品中。
      
	
      
		 
      
	
      
		2017年7月，歐盟(EU)2017/1281批準L-麥角硫因為新食品配料，可以應用于膳食補充劑中，一般人群每天30毫克，3歲以上兒童每天20毫克，不能應用于孕婦和哺乳期婦女中。同年10月，歐洲食品安全局（EFSA）通過了《關于左旋麥角硫因安全性的科學意見》。
      
	
      
		 
      
	
      
		2018年，(EU)2018/462擴大了L-麥角硫因的使用范圍，除了膳食補充劑，還可以應用在飲料、谷物棒等普通食品中。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
			
      
	
      
	
      
		食研匯整理
      
	
      
		 
      
	
      
		2019年8月，麥角硫因通過了美國FDA的GRAS認證，可以應用于普通食品中。
      
	
      
		 
      
	
      
		
      
		
      
	
      
		小結
      
	
      
		 
      
	
      
		隨著合生生物學的飛速發展，麥角硫因的成本將會不斷降低，當麥角硫因迎來“平價”，法規“限制”被突破，未來，麥角硫因或許會和透明質酸鈉一樣，成分妝食同源的熱門成分。
      

      

      
	　　新食品原料申報要完成成分分析、衛生學、毒理學安全性評價、風險性評估意見等報告，歷經企業答辯、專家評審、補正資料甚至現場核查以及公開征求意見等程序，申報材料要求和審核程序非常嚴格和復雜，成功與否與申報資料標準、規范的準備密切相關，應在申報之前進行預評估，以避免出現多次延期審查以及不予行政許可的情況。在國家衛健委公布的新食品原料及實質等同名單中，北京中健天行醫藥有多款產品獲批，有豐富的成功申報經驗，會對申報的新食品原料進行全面評估及分析，提供經濟、可行、保障的申報方案，歡迎申報企業來電與我們交流！
      

      
	
      

						
      
					      
      
					        
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