花椒原产于中国，是一种重要的植物来源的生物质资源，其富含的多种活性分子(包括酰胺类、萜类等)，是四川部分地区的重要农业产业。羟基-α-山椒素是花椒中最具活性的功能分子，其具有特征性的长共轭结构，能够有效地抵御紫外线的侵袭并能清除过量的活性氧自由基，此外其还具有抗微生物、炎症调节、神经保护等功能。前期研究表明山椒素可以有效地降低细胞中活性氧的表达，促进损伤组织的自噬通量，从而降低紫外光诱导的皮肤损伤；此外局部使用低浓度的山椒素制剂可以有效地改善皮肤微环境，从而改善光损伤引起的面部皱纹。然而山椒素因为活性高，在光、热等多种条件下易失活，稳定性较差，给存储和应用带来了极大的挑战。因此在目前的应用场景中，山椒素几乎全都是以花椒果提取物的形式存在，不同种类的花椒品种与不同榨取技术让不同批次的花椒果提取物成分差异较大。在化妆品领域，花椒果提取物的来源大部分依赖于奇华顿香精香料公司的进口。因此，改善山椒素的稳定性，使其从花椒果提取物中进一步解放出来获得纯净的原料，具有十分重要的商业意义。

图1 花椒来源的天然羟基-α-山椒素

基于以上研究背景，我院李乙文/顾志鹏团队与华西医院皮肤性病科蒋献主任合作，提出了一种利用多酚/聚多酚材料改善山椒素稳定性的策略。通过合理的化学修饰与设计，山椒素可以与一系列天然多酚分子通过超分子相互作用形成纳米功能材料，实现了稳定性的大幅提升，从而在紫外防护与氧化防护功能的传递得到了巨大的改善。对比于单纯的山椒素分子，所构筑的功能材料在皮肤光损伤细胞模型和动物模型中展现了显著提升的保护效果。相关研究工作以Polyphenolic platform ameliorated sanshool for skin photoprotection为题在Advanced Science杂志上发表。

图2 利用天然多酚来提升山椒素的光稳定性

继而，研究团队从植物多酚来源拓展了到了合成多酚上，利用黑色素材料（合成聚多酚的一种）来改善山椒素的稳定性。他们制备了尺寸均匀的黑色素-山椒素纳米粒子，其具有更为良好的紫外线吸收和抗氧化能力并提升了山椒素的稳定性。此外，研究团队还通过皮肤光损伤细胞模型和动物模型研究了黑色素-山椒素复合材料的皮肤渗透性、光保护活性及其潜在机制，这种策略将为改善天然存在的功能分子的关键特性提供良好的平台。相关研究工作以Melanin-like Nanoparticles Boosted Photoprotective Efficiency and Stability of Sanshool为题在Chemistry of Materials期刊上发表。两篇文章的共同第一作者为我院博士生王天佑和华西医学皮肤科博士后郭玲宏，共同通讯作者为顾志鹏副研究员和蒋献教授。

图3 相关论文发表情况

此外，团队还利用开发的独特催化剂，发展了原创独立的山椒素提取纯化技术，能够通过非色谱法的策略大规模从花椒果提取物中精准分离纯净的山椒素分子，首次实现了山椒素的批量化提取。基于上述工作，团队已经在山椒素的提取与功能材料的构筑评价方面申请并成功授权专利7项，其中部分专利已实现技术转让，目前第一期到校的专利转让费用约为200万元。

图4 山椒素提取与功能材料设计的相关专利

相关报告表明，山椒素分子在FDA、中国国家药品监督管理局的目录库中并没有以纯净的化合物形式出现，而是以花椒果提取物的混合物形式存在，其根本原因是山椒素提取之后稳定差，难以适应在皮肤疾病治疗等过程中的重复性功效需求。而团队之前的研究刚好解决了这一瓶颈问题，让纯净的山椒素分子申报新原料成为可能。在团队及相关合作公司的努力下，山椒素在2023年成功通过国家药品监督管理局新原料备案（国妆原备字20230043），成为了自21年国家药监局新规实施后，四川省注册备案人首个成功备案的本土新原料，填补了四川本土原料应用于化妆品领域的空白（图4）。山椒素也与贝泰妮的水龙提取物，美肤宝的人参皂苷等一起成功入选2023年度新妆大赏创新原料。山椒素目前已经作为核心功能原料用于市面上多款保湿防光修护产品的设计，受到了消费者的广泛认可，累积产值已超亿元。

图5 山椒素化妆品新原料备案

图6 基于山椒素的皮肤修护系列产品

撰稿：顾志鹏

编辑：杨燕玲

审核：刘向阳