Abstrakt:Rastliny sú hlavným zdrojom bioaktívnych zlúčenín, ktoré možno použiť na formuláciu kozmetických produktov. Rastlinné extrakty majú množstvo preukázaných zdravotných výhod, medzi ktoré patria vlastnosti proti starnutiu a starostlivosti o pokožku. So zvýšeným dopytom po kozmetických výrobkoch rastlinného pôvodu je však zásadným predpokladom vytvorenie alternatívnych prístupov ku konvenčným metódam na zabezpečenie dostatku biomasy pre udržateľnú výrobu. Techniky kultivácie rastlinných tkanív, ako sú in vitro koreňové kultúry, mikropropagácia alebo kalogenéza, ponúkajú možnosť produkovať značné množstvá bioaktívnych zlúčenín nezávisle od vonkajších faktorov, ktoré môžu ovplyvniť ich produkciu. Táto produkcia môže byť tiež významne zvýšená implementáciou iných biotechnologických prístupov, ako je elicitácia, metabolické inžinierstvo, kŕmenie prekurzormi a/alebo živinami, imobilizácia a permeabilizácia. Táto práca bola zameraná na vyhodnotenie potenciálu biotechnologických nástrojov na výrobu bioaktívnych zlúčenín so zameraním na bioaktívne zlúčeniny s vlastnosťami proti starnutiu, ktoré možno použiť na vývoj kozmeceutických produktov so zelenou značkou. Okrem toho sa zaoberáme aj niekoľkými príkladmi demonštrujúcimi použitie techník rastlinných tkanivových kultúr na výrobu vysokohodnotných bioaktívnych zložiek pre kozmeceutické aplikácie, ktoré ukazujú dôležitosť týchto nástrojov a prístupov pre udržateľnú výrobu kozmetických produktov rastlinného pôvodu.

Glykozid cistanche môže tiež zvýšiť aktivitu SOD v tkanivách srdca a pečene a výrazne znížiť obsah lipofuscínu a MDA v každom tkanive, účinne zachytáva rôzne reaktívne kyslíkové radikály (OH-, H₂O₂ atď.) a chráni pred spôsobeným poškodením DNA. OH-radikálmi. Cystanche fenyletanoidové glykozidy majú silnú schopnosť zachytávať voľné radikály, vyššiu redukčnú schopnosť ako vitamín C, zlepšujú aktivitu SOD v suspenzii spermií, znižujú obsah MDA a majú určitý ochranný účinok na funkciu membrány spermií. Polysacharidy Cistanche môžu zvýšiť aktivitu SOD a GSH-Px v erytrocytoch a pľúcnych tkanivách experimentálne starnúcich myší spôsobenú D-galaktózou, ako aj znížiť obsah MDA a kolagénu v pľúcach a plazme a zvýšiť obsah elastínu. dobrý čistiaci účinok na DPPH, predĺženie doby hypoxie u starnúcich myší, zlepšenie aktivity SOD v sére a oddialenie fyziologickej degenerácie pľúc u experimentálne starnúcich myší Experimenty ukázali, že pri bunkovej morfologickej degenerácii má Cistanche dobrú antioxidačnú schopnosť a má potenciál byť liekom na prevenciu a liečbu chorôb starnutia kože. Zároveň má echinakozid v Cistanche významnú schopnosť vychytávať voľné radikály DPPH a dokáže vychytávať reaktívne formy kyslíka, predchádzať voľným radikálom vyvolanej degradácii kolagénu a má tiež dobrý reparačný účinok na poškodenie aniónom voľných radikálov tymínu.

Kliknite na Ako užívať Cistanche

【Ďalšie informácie:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】

1. Úvod

Globálny kozmetický priemysel zažíva rýchly rast v dôsledku zvýšenia povedomia o kráse a rastúceho záujmu o starostlivosť o krásu, ochranu pokožky a kozmetické produkty. S expanziou tohto lukratívneho sektora sa medzi spotrebiteľmi objavil nový trend týkajúci sa prírodných, udržateľných a ekologických kozmetických produktov namiesto syntetických, čím sa zvýšil globálny trh s rastlinnými extraktmi [1]. Napríklad veľkosť tohto trhu bola ocenená na 10,19 miliardy USD v roku 2021 a očakáva sa, že v roku 2030 exponenciálne vzrastie na 22,49 miliardy USD [2,3]. Tento veľký záujem je odôvodnený vynikajúcimi terapeutickými vlastnosťami rastlinných extraktov so žiadnymi alebo len malými vedľajšími účinkami [4].

Rastliny boli vždy hlavným zdrojom bioaktívnych zložiek so širokým spektrom použitia. Majú preukázané prínosy pre zdravie a pohodu vrátane poskytovania antioxidantov a ochrany pred UV žiarením, ako aj s vlastnosťami proti vráskam, rakovine, starnutiu a meniacemu pokožku (bieliace, zvlhčujúce alebo upokojujúce) vlastnosti [5]. Avšak kvôli veľkému dopytu po kozmetických výrobkoch rastlinného pôvodu sú v súčasnosti viaceré rastlinné druhy nadmerne využívané (veľmi zbierané z ich prirodzených biotopov) alebo ohrozené. Okrem toho môžu byť limitujúcimi faktormi pre ich potenciálne využitie v kozmetickom priemysle výzvy, ako je pomalý rast, sezónne zbery, prítomnosť toxických zlúčenín v ich chemickom zložení a variácie bioaktívnych zlúčenín medzi rastlinami a medzi jednotlivými zbermi. [4]. Tieto obmedzenia možno prekonať aplikáciou techník rastlinných tkanivových kultúr v kombinácii s biotechnologickými nástrojmi a prístupmi.

Techniky kultivácie rastlinných tkanív poskytujú atraktívnu alternatívu na výrobu bioaktívnych zlúčenín. Možno ich jednoducho definovať ako biotechnologické techniky, ktoré sa spoliehajú na použitie živných kultivačných médií a kontrolovaných aseptických podmienok na zabezpečenie kultivácie a vývoja rastlinných buniek, tkanív a orgánov [6]. Táto technológia vykazuje mnohé výhody oproti konvenčným poľnohospodárskym postupom, ako je (i) produkcia sekundárnych metabolitov, ku ktorej dochádza nezávisle od vnútorných alebo vonkajších faktorov, ktoré môžu ovplyvniť rast plodín a výnos, (ii) výnos požadovaných fytochemických zložiek zabezpečením konštantnej produkcie a iii) výroba za kontrolovaných podmienok, čím sa obmedzí riziko kontaminácie agrochemikáliami (pesticídy, insekticídy, herbicídy, chemické hnojivá) [7].

K dnešnému dňu bolo vyvinutých mnoho produktov so zeleným označením (produkty rastlinného pôvodu) s použitím techník rastlinných tkanivových kultúr. Niektoré z nich nachádzajú uplatnenie v kozmetike, presnejšie na liečbu starnutia kože a kožných porúch, ktoré vznikajú v dôsledku pôsobenia vonkajších faktorov na kožu [5,8]. Prvoradým cieľom tohto komplexného prehľadu je preto poskytnúť stručný prehľad o širokých aplikáciách techník rastlinných tkanivových kultúr a biotechnologických prístupov k výrobe vysokohodnotných bioaktívnych zlúčenín, ktoré možno použiť pri formulovaní kozmetických výrobkov, so zameraním o prevencii porúch kože a molekulách proti starnutiu pokožky. Prehľad zahŕňa aj niektoré príklady kozmetických formulácií, ktoré boli patentované počas posledného desaťročia, v ktorých sa na produkciu aktívnych molekúl v týchto formuláciách použili techniky kultivácie rastlinných tkanív.

2. Starnutie pokožky: Význam a príčiny

2.1. Anatomická štruktúra kože a kľúčové funkcie

Koža je hlavným orgánom ľudského tela a predstavuje jednu šestinu celkovej hmotnosti ľudského tela. Koža je anatomicky tvorená tromi hlavnými vrstvami: epidermis, dermis a hypodermis, tiež známe ako podkožné tkanivo (obrázok 1) [9]. Vonkajšia vrstva (epidermis) pozostáva z piatich odlišných vrstiev: bazálnej vrstvy (stratum basal), tŕňovej vrstvy (stratum spinosum), zrnitej vrstvy (stratum granulosum), čírej vrstvy (stratum lucidum) a rohovej vrstvy (stratum corneum) [10] . Dermis, čo je stredná vrstva, je zložito spojená s epidermou cez bazálnu membránu. Na rozdiel od epidermis, ktorá sa skladá z rôznych bunkových vrstiev tkanív, dermis primárne obsahuje extracelulárnu matricu (ECM), acelulárnu zložku. Táto acelulárna matrica je tvorená najmä kolagénovými vláknami, ktoré tvoria 75 percent suchej hmotnosti pokožky a ponúkajú plastickú pevnosť a elasticitu [11]. Okrem kolagénu medzi proteíny ECM patria elastín a glykoproteíny, ktoré obsahujú potné póry a vlasové folikuly a ukrývajú lymfatický, vaskulárny a neurónový systém [9]. Tretia vrstva, hypodermis, obsahuje tukové bunky (adipocyty) preskupené do tukových lalôčikov, ktoré tvoria voľné spojivové tkanivo [12].

Koža plní široké spektrum funkcií. Ponúka chemickú a fyzickú ochranu tela pred vonkajšími zraneniami, ako sú patogény, UV žiarenie, chemické hrozby, dehydratácia a teplotné výkyvy [8]. Zabezpečuje tiež vodnú a elektrolytovú rovnováhu (potné žľazy a epidermálna bariéra) a termoreguláciu (termoreceptory) a podieľa sa na imunitnej odpovedi (skin-associated lymphoid tissues (SOĽ)). Prítomnosť nervových zakončení, ako sú Meissnerove, Pacinianove a Ruffiniho telieska, spolu s Krauseho cibuľkami a Merkelovými bunkami, dodáva pokožke zmyslovú funkciu. Ďalšia dôležitá funkcia je spojená s homeostázou, metabolizmom, skladovaním, selektívnou absorpciou a elimináciou látok [12]. Okrem týchto biologických funkcií hrá koža úlohu vo fyzickej príťažlivosti (obrázok 1) [9].

2.2. Starnutie pokožky

Starnutie kože je jedným z najčastejších dermatologických problémov ovplyvňujúcich ľudskú pokožku. Bežne sa vyznačuje stratou elasticity a tonusu pokožky, vznikom jemných vrások a stareckých škvŕn a neschopnosťou hojiť rany. Starnutie kože je multifaktoriálny proces poháňaný vnútornými (genetické pozadie, hormóny, čas, atď.), ako aj vonkajšími (znečistenie, UV žiarenie atď.) faktormi [15]. Je biologicky charakterizovaná zmenami epidermálneho a dermálno-epidermálneho spojenia spolu s celkovou degradáciou dermálnej extracelulárnej matrice. Ten je väčšinou spôsobený zmenami kolagénových a elastínových vlákien [16]. Starnutie pokožky sa môže objaviť v dôsledku času (chronologické starnutie v dôsledku vnútorných faktorov) alebo fotostarnutia (fotostarnutie pokožky v dôsledku vonkajších faktorov). Chronologické starnutie spôsobuje zmenšenie dermálnych a epidermálnych vrstiev, zníženie počtu nervových zakončení a produkciu pohlavných hormónov, čo vedie k strate citlivosti. Tento proces starnutia pokožky nastáva väčšinou v dôsledku nadmernej akumulácie reaktívnych druhov kyslíka (ROS). Vo všeobecnosti sa zistilo, že 1,5–5 percent kyslíka spotrebovaného bunkami sa vnútornými procesmi transformuje na ROS [8]. ROS môže byť produkovaný v mitochondriách (keratinocyty a fibroblasty), endoplazmatickom retikule (cytochróm P450) a cytosóle (ROS produkovaný metabolizmom kyseliny arachidónovej) [17]. Produkcia ROS môže byť spustená nadmernou expresiou interleukínov. Okrem zvýšenia produkcie ROS je starnutie kože tiež spojené s vysokou a nízkou expresiou matricových metaloproteináz (MMP) a inhibítorov MMP (TIMP). Ukázalo sa, že variácie v expresii týchto špecifických proteináz sú spojené s variáciami v množstve ROS. Zvýšené množstvá ROS vedú k zvýšenej regulácii aktivačného proteínu-1 (AP-1), čo zase podnecuje degradáciu kolagénu pomocou MMP a spúšťa aktiváciu jadrového faktora kappa B (NF-κB ) a súbor zápalových reakcií [8].

Starnutie kože je výraznejšie pri fotostarnutej pokožke s hlbšími vráskami, výraznejšou stratou elasticity a hrubou textúrou kože [8]. Na tomto fyziologickom procese sa podieľajú rôzne bunkové stresory, ako sú (i) zmeny v organizácii chromatínu, (ii) skrátenie telomér, (iii) mitochondriálna dysfunkcia, (iv) aktivácia onkogénov (v) epigenetické vlákna, (vi) zápal a (vii ) imunosupresia [15,18]. Oxidačný stres vyvolaný UVR je hlavnou príčinou fotostarnutia. Vystavenie kože UV žiareniu vyvoláva aktiváciu neuroendokrinného systému. K tejto aktivácii dochádza buď chemickými mediátormi alebo nervovým prenosom [8]. Okrem toho sa fotostarnutím aktivuje aj os hypotalamus-hypofýza-nadobličky (HPA), čo vedie k indukcii homeostatických reakcií na zmiernenie poškodenia. UV-R-indukované poškodenie DNA nastáva v dôsledku nerovnováhy ROS, ktorá vedie k produkcii špecifického markera oxidačného poškodenia DNA, 8-hydroxy-2′-deoxyguanozínu (8-OH-dG ) [19]. Okrem toho sú ROS aktivované aj ďalšie markery, ako je interleukín-6 (IL-6), tumor nekrotizujúci faktor (TNF- ) a enzýmy cyklooxygenázy. Na úrovni génovej expresie akumulácia ROS spúšťa expresiu NF-κB a expresiu indukovateľnej syntázy oxidu dusnatého (iNOS), ktorá uľahčuje hyperpermeabilitu a angiogenézu upreguláciou vaskulárneho endotelového rastového faktora (VEGF) [20]. Okrem NF-KB sú aktivované aj mitogénom aktivované proteínkinázy (MAPK), čím sa zvyšuje transkripcia génu MMP. Upregulácia génov MMP negatívne ovplyvňuje homeostázu ECM a spúšťa degradáciu elastínu a kolagénu [8].

3. Bioaktívne zlúčeniny získané z rastlín s vlastnosťami proti starnutiu

Bioaktívne zlúčeniny odvodené od rastlín (PDBC) pochádzajúce z metabolizmu rastlín vo všeobecnosti vykazujú antioxidačné, protizápalové a antibakteriálne vlastnosti a majú tiež sľubné vlastnosti proti starnutiu [21,22]. PDBC, bežne známe ako sekundárne metabolity, sú chemické prvky, ktoré sa priamo nezúčastňujú na normálnych rastových procesoch rastlín [21]. Zvyčajne sa vyrábajú v reakcii na environmentálne obmedzenia ako obrana proti predátorom, patogénom alebo UV žiareniu; pre medzidruhovú konkurenciu medzi druhmi; alebo na pomoc pri reprodukcii (feromóny, farbivá a atraktívne vône) [23]. Tieto prírodné zlúčeniny možno rozdeliť na vitamíny (vitamíny C a E), polyfenoly (flavonoidy, fenolové kyseliny, stilbény a lignany) a skupiny terpenoidov [24].

3.1. Hlavné výrobné cesty pre bioaktívne zlúčeniny získané z rastlín

Bioaktívne zlúčeniny získané z rastlín vykazujú významné biologické aktivity. Po stáročia sa tieto vysokohodnotné molekuly získavali z rastlín zozbieraných z prírody. Avšak vzhľadom na nízky výťažok produkcie týchto molekúl sa objavilo niekoľko alternatív s rozvojom syntetickej chémie, objavom mikrobiálneho a hubového inžinierstva (heterologická produkcia) a vývojom techník rastlinných tkanivových kultúr. Komerčná dodávka PDBC je zvyčajne hlavným problémom spojeným s dostupnosťou zlúčenín. Napríklad sa všeobecne pripúšťa, že výskyt sekundárnych metabolitov je často obmedzený na menej ako 1 percento suchej hmotnosti rastliny [25,26]. Prirodzený zber je teda zvyčajne nepraktický, pretože nemôže poskytnúť dostatočné množstvo požadovanej zlúčeniny [27]. Napríklad na výrobu 38 mg kvercetín-3-glukozidu je potrebný priemerne 1 kg čučoriedok [28]. Prirodzený zber môže byť tiež obmedzený sezónnou dostupnosťou rastlinného materiálu, rýchlosťou jeho rastu a vývoja a množstvom druhov v prírode [29]. Okrem nízkeho produkčného výťažku bioaktívnych zlúčenín získaných z prirodzeného zberu nie je produkcia týchto cenných zlúčenín rastlinami zvyčajne uspokojivá, pretože ich produkciu možno v niektorých prípadoch vyvolať len za špecifických podmienok alebo počas vývojového štádia špecifického pre rastliny [30 ,31].

Chemická syntéza môže byť tiež navrhnutá ako alternatívny prístup k produkcii niektorých bioaktívnych zlúčenín, ako sú karotenoidy. Chemická syntéza astaxantínu stojí v priemere 1000 USD/kg, čo je viac ako náklady na prirodzený zber Haematococcus pluvialis [32,33]. Tento alternatívny spôsob výroby však ukazuje problémy spojené s prísnymi podmienkami príslušných chemických reakcií a produkciou nežiaducich vedľajších produktov a vedľajších produktov [34,35].

Ďalšia výrobná cesta sa objavila s objavom a vývojom mikrobiálnej a hubovej biotechnológie. Táto technológia, nazývaná aj heterológna výroba, sa väčšinou spolieha na použitie mikroorganizmov, ako sú kvasinky, huby alebo baktérie. Prostredníctvom tohto procesu bolo úspešne vyrobených niekoľko molekúl, medzi ktoré patrí resveratrol, sekundárny metabolit známy pre svoj veľký medicínsky a kozmetický potenciál (anti-aging), vo veľkých množstvách pomocou geneticky upravených mikrobiálnych hostiteľov, ako sú Corynebacterium glutamicum, Escherichia coli a Lactococcus lactis alebo rekombinantné kvasinky ako Saccharomyces cerevisiae [36–39]. Resveratrol produkujú rastliny v rôznych množstvách, ako napríklad 0,36 mg/kg z plodov vinifery Viti, 1 mg/kg z koreňov Ampelopsis japonica a 7,95 mg/kg z nadzemných častí Morus alba [40], ale zostáva nižšia, ako sa uvádza pri použití rekombinantných mikroorganizmov. Napríklad produkcia resveratrolu môže dosiahnuť 812 mg/l alebo 2,34 g/l použitím rekombinantných kvasiniek alebo baktérií [37,41]. Všimnite si, že úspech heterológnej produkcie závisí od poznania a pochopenia biosyntetických dráh požadovaných bioaktívnych zlúčenín, aj keď molekulárna kaskáda zapojená do biosyntézy niekoľkých bioaktívnych zlúčenín už bola charakterizovaná. Hlavné obmedzenia tejto technológie sú však spojené s nízkou aktivitou enzýmov rastlinného pôvodu v mikrobiálnych hostiteľoch (kvasinky, baktérie alebo huby) spolu s nízkou dodávkou prekurzorov. Preto by sa mali vykonať ďalšie štúdie na identifikáciu najlepších kandidátskych enzýmov a optimálnych podmienok, ktoré umožňujú premenu metabolických medziproduktov na požadované produkty, čím sa zabráni akumulácii intermediárnych molekúl v mikrobiálnych hostiteľoch [35].

Okrem heterológnej produkcie boli ako udržateľná alternatíva na výrobu bioaktívnych zlúčenín pochádzajúcich z rastlín navrhnuté techniky kultivácie rastlín in vitro. Tieto techniky ponúkajú sériu výhod v porovnaní s používaním celých rastlín, najmä (i) odstránenie patogénov, (ii) zvýšenie produkcie pomocou bioreaktora, keď je proces kultivácie dobre zvládnutý, čo môže účinne znížiť prevádzkové náklady a (iii) ľahké čistenie a spracovanie prírodných produktov [42,43]. Na tomto základe sa teda na výrobu bioaktívnych zložiek nedávno použili techniky kultivácie rastlinných tkanív. Niekoľko príkladov zdôraznilo účinnosť týchto techník, ako je produkcia taxolu, podofylotoxínu, fytoénu alebo berberínu z bunkových kultúr Taxus sp., Podophyllum hexandrum, Citrus sinensis a Coptis japonica [44–47].

3.2. Dermo-ochranný účinok antioxidantov rastlinného pôvodu

Fotoprotektívne produkty odvodené od PDBC získali v posledných desaťročiach čoraz väčšiu pozornosť, pretože môžu zabrániť oxidačnému stresu, poškodeniu UVA žiarením a rakovine kože. Prírodné antioxidanty, vrátane polyfenolov, flavonoidov, vitamínu C a vitamínu E, sa v poslednej dobe používajú v opaľovacích krémoch a formuláciách kozmetiky kvôli ich vysokým antioxidačným vlastnostiam, ktoré môžu vytvárať ochrannú bariéru proti UV žiareniu. Tabuľky 1 a 2 sumarizujú najrelevantnejší výskum, ktorý sa uskutočnil na ľudských a myších bunkových líniách, v tomto poradí, na štúdium dermoprotektívnych účinkov esenciálnych olejov, rastlinných extraktov a extraktov získaných z rastlinných tkanivových kultúr.

4. Techniky rastlinných tkanivových kultúr na produkciu cenných antioxidantov

Rastlinné in vitro kultúry môžu byť použité ako prirodzené zdroje antioxidantov [25]. Pomocou týchto kultivačných systémov je možné produkovať molekuly antioxidantov vo vysokých množstvách nezávisle od podmienok prostredia. Je možné použiť niekoľko in vitro prístupov, ako je mikropropagácia, in vitro koreňové kultúry (chlpaté korene) alebo kalusové a bunkové suspenzie.

4.1. Náhodné korene a chlpaté korene

Je dobre známe, že korene in vivo produkujú vo väčšine prípadov viac fytochemických látok ako iné rastlinné orgány. Na tomto základe bola vyvinutá in vitro technológia založená na koreňovej kultúre na produkciu farmaceutických sekundárnych metabolitov [76]. Náhodné korene poskytujú in vitro schopnosť produkcie metabolitov počas predĺženého obdobia v rastlinných kultivačných systémoch in vitro bez straty genetickej stability. Táto vynikajúca vlastnosť je daná vysoko diferencovanou povahou koreňových kultúr in vitro [77]. Možno rozlíšiť dve rôzne koreňové kultúry: netransformované a transformované vlasové koreňové kultúry. Netransformované korene je možné získať prostredníctvom explantátových kultúr v prítomnosti špecifických fytohormónov, ktorými sú s väčšou pravdepodobnosťou auxíny, ako je kyselina indolmaslová (IBA), kyselina indol-3-octová (IAA) alebo kyselina naftalénoctová (NAA). ) samostatne alebo v niektorých prípadoch v kombinácii s cytokinínmi [78]. Na rozdiel od netransformovaných koreňových kultúr sa transformované kultúry vyvíjajú inokuláciou rastlinných explantátov Agrobacterium rhizogenes. Premenené chlpaté korene boli získané z mnohých jednoklíčnolistových a dvojklíčnolistových druhov rastlín. Úspech tejto metódy sa väčšinou pripisuje oblasti T-DNA v Ri plazmide Agrobacterium, ktorá hrá kľúčovú úlohu pri efektívnom zavedení cudzej alebo externej DNA do jadrového genómu hostiteľskej rastlinnej bunky [77]. Zistilo sa, že proces infekcie je spojený s existenciou rol génov v oblasti T-DNA. Úlohové gény zahŕňajú gény rolA, rolB a rolC a zodpovedajú za indukciu biosyntézy sekundárnych metabolitov, pričom rolB je najsilnejší spomedzi týchto troch génov [79]. Transformačná technológia ponúka možnosť zavedenia cudzieho génu kódujúceho enzýmy terapeutického rastlinného sekundárneho metabolitu do rastlinných buniek na zvýšenie produkcie špecifického metabolitu [77,79]. Niektoré výskumy uvádzajú úspech tejto technológie pri výrobe požadovaných molekúl. Produkcia kyseliny rozmarínovej bola úspešne dosiahnutá použitím transformovaných chlpatých koreňov získaných z kultúry výhonkov Salvia officinalis transfekovaných kmeňmi Agrobacterium rhizogenes A4 a ARCC 15834 [80]. Kyselina rozmarínová sa vyrábala aj z elitných chlpatých koreňov získaných transformáciou rastlín Ocimum basilicum a Dracocephalum Moldavia sprostredkovanou Agrobacterium rhizogene [81,82]. Produkované množstvo kyseliny rozmarínovej bolo v rámci druhu mierne variabilné, v rozmedzí medzi 76,41 mg/g sušiny získanej s použitím kultúry vlasatých koreňov Ocimum basilicum a 78,05 mg/g sušiny zaznamenanej s použitím koreňov transformovaných Dracocephalum Moldavia A. rhizogene [81,82]. . Produkciu kyseliny rozmarínovej predtým skúmali Shekarchi et al. (2012) u 21 druhov rastlín patriacich do čeľade Labiatae, ktoré boli pestované v prírode [83]. Autori ukázali, že obsah kyseliny rozmarínovej sa pohyboval medzi 0 a 58,8 mg/g sušiny pre rôzne druhy, čo bolo nižšie ako hodnoty získané použitím transformovaných vlasových koreňov. Produkčný výťažok s použitím tohto in vitro kultivačného systému bol vyšší ako pri použití in vivo kultivovaných koreňov, čo poskytuje životaschopnú alternatívu pre produkciu vysokohodnotných zlúčenín vo veľkom meradle.

Je všeobecne známe, že chemické zlúčeniny vylučované koreňmi predstavujú rezervoár obranných molekúl používaných rastlinami na posilnenie ich prirodzených obranných mechanizmov a na ochranu pred patogénnymi útokmi [84]. Mnohé kultúry chlpatých koreňov pritiahli pozornosť vďaka svojim vysoko hodnotným fytochemickým zlúčeninám, ako je resveratrol z Arachis hypogaea, indolové alkaloidy z Catharanthus roseus, artemisinín z Artemisia annua a kamptotecín z Camptotheca acuminata alebo Ophiorrhiza pumila. Sena a kol. (2018) uviedli prítomnosť glukozinolátov, hydroxyškoricových kyselín a ich glukozidových derivátov v kultúrach chlpatých koreňov Brassica rapa. Extrakt získaný z hydroalkoholu vykazoval silnú antimelanogénnu aktivitu, silnú inhibíciu aktivity intracelulárnej tyrozinázy a významné zníženie obsahu melanínu v primárnych melanocytoch. Táto antimelanogénna aktivita bola porovnateľná s inhibičným potenciálom dobre známeho syntetického liečiva inhibujúceho tyrozinázu, kyseliny kojovej [71]. Okrem toho, glykoproteínový prípravok získaný z rovnakých kultúr chlpatých koreňov Brassica rapa vykazoval podobnú hypopigmentovanú aktivitu a zníženú akumuláciu melanínu prostredníctvom negatívnej regulácie aktivity tyrozinázy. Zasahoval tiež do signálnej transdukčnej kaskády melanogenézy a reguloval expresiu transkripčného faktora spojeného s mikroftalmiou, ktorý je známy ako kľúčový regulátor syntézy melanínu [71]. Kultúry chlpatých koreňov Panax ginseng nadmerne exprimujúce gén PAP1 (produkcia antokyanínového pigmentu 1) vykazovali zvýšenú produkciu polyfenolových zlúčenín vrátane antokyanínu [85]. Okrem toho hydroalkoholové extrakty získané z transformovaných chlpatých koreňových kultúr vykazovali vynikajúce dermoprotektívne vlastnosti so silným inhibičným účinkom proti enzýmom elastáza a tyrozináza [70,86].

【Ďalšie informácie:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】