◎科技日报记者 王延斌 通讯员 侯 煜

　　“利用乳酸菌作为底盘生产护肤活性物质，或将其作为皮肤修复的生物治疗载体，具有广阔的应用前景。”在《合成生物学》杂志日前发表的特约评述中，山东大学微生物改造技术全国重点实验室教授孔健和副教授郭婷婷等人给出上述结论。

　　在接受科技日报记者采访时，郭婷婷表示，在护肤领域，以乳酸菌为细胞工厂的合成生物学技术发展迅速。针对一些常用的乳酸菌菌种，科研人员已经建立了相对系统和完善的遗传操作工具，构建了以乳酸乳球菌、植物乳杆菌以及副干酪乳杆菌等为代表的细胞工厂，用于合成护肤活性物质和皮肤修复因子等。

　　山东大学微生物改造技术全国重点实验室教授孔健在做乳酸菌相关实验。受访者供图

　　乳酸菌护肤有奇效

　　乳酸菌并不是指单一细菌，凡是能够发酵糖类产生乳酸的细菌都可称为乳酸菌。从改善肠道健康到增强免疫力，再到辅助治疗疾病，乳酸菌在维护人体健康方面发挥着多种作用。

　　孔健介绍，近年来，乳酸菌及其代谢产物作为护肤原料已获得广泛应用和认可。例如，乳酸菌不仅是天然保湿因子，还能够抑制酪氨酸酶的活性，从而减少色素沉积。

　　当记者问到“乳酸菌及其代谢产物在护肤方面有何积极作用”时，孔健给出了多个方面的详尽解答。

　　她表示，乳酸菌产生的抗氧酶类和抗氧代谢物，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶、谷胱甘肽和胞外多糖等具有清除自由基、减缓氧化损伤及光老化的作用；乳酸菌水解酪蛋白产生氨基酸、寡肽和B族维生素，能维护皮肤微生态稳定，滋养肌肤，并增强皮肤屏障功能；乳酸菌产生的吲哚类化合物，可与表皮AHR受体结合，促进抗炎症因子表达，从而改善皮肤先天免疫，对湿疹、特应性皮炎等皮肤问题有改善作用，对敏感肌肤的抗过敏也有积极效果；乳酸菌产生的细菌素，可作为天然防腐剂，抑制护肤品中的腐败菌，延长产品货架保质期；乳酸菌菌体自身的细胞壁成分，如肽聚糖、磷壁酸等，还能增强皮肤免疫，恢复皮肤活力，促进伤口愈合。

　　乳酸菌可作为细胞工厂

　　“基于乳酸菌自身所具备的护肤功效，及其安全性高、易于工程化等特点，研究人员以乳酸菌作为细胞工厂来高效合成护肤活性因子。”郭婷婷说。

　　何为细胞工厂？山东大学微生物改造技术全国重点实验室教授祁庆生向记者介绍，细胞工厂是一个形象化的生物技术概念，被誉为世界最小工厂。它指的是经过基因工程改造的微生物，如细菌、酵母等，能够像一座微型工厂一样，高效且持续地生产特定的、有价值的化合物。当输入原料后，细胞体内的遗传信息会如同电脑快速运行程序一般，在代谢能的驱动下，经人工设计优化的“生产线”随即启动运作，最后输出特定产品。

　　郭婷婷介绍，目前研究人员主要利用乳酸菌为细胞工厂来合成保湿因子和抗氧化产物。

　　在保湿方面，透明质酸因优良的保水性和生物相容性常作为保湿因子广泛应用于护肤品。据介绍，合成透明质酸的关键基因包括透明质酸合成酶、UDP-葡萄糖脱氢酶和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶。已有研究表明，在乳酸乳球菌中共同表达这三个基因能得到透明质酸的异源合成，将这三个基因插入乳酸乳球菌的染色体中，不仅能提高重组菌的遗传稳定性，还能提高透明质酸的分子量。

　　在抗氧化方面，谷胱甘肽可以起到延缓衰老的作用。它可由谷氨酰半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶催化合成。研究表明，在乳酸乳球菌中，表达大肠杆菌来源的上述两个基因后，乳酸乳球菌内谷胱甘肽浓度升高。

　　郭婷婷表示，当前，以乳酸菌为细胞工厂合成透明质酸、谷胱甘肽的产量较工业生产还有较大差距，但因其安全性较高，因此值得后续更为深入的研究和开发。

　　她介绍，目前，高通量测序和筛选技术取得的突破性进展，为护肤活性成分的深度挖掘与高效开发奠定了坚实的技术基础，也为以乳酸菌为细胞工厂的研究指明了方向。与此同时，菌种改造技术不断创新，如Red/ET类同源重组系统等新型基因组编辑工具的应用，也显著提高了特定乳酸菌菌种的遗传改造效率。

　　然而，郭婷婷也指出，以乳酸菌为细胞工厂的技术目前处于发展阶段，在标准化元件开发、基因线路设计等方面，与大肠杆菌、酵母菌等其他细胞工厂相比仍存在差距，这也是当前科研人员亟待攻克的课题。

　　乳酸菌不能直接加入护肤品

　　虽然乳酸菌及其代谢产物在护肤方面有神奇功效，但就国内情况而言，由于目前国内护肤品行业对微生物数量有着严格的国家质量标准，乳酸菌还不能直接添加到护肤品当中。

　　山东大学微生物改造技术全国重点实验室副教授郭婷婷解释说，乳酸菌属于活菌，若直接添加到护肤品中，会受到外界环境因素如温度、湿度等的影响，导致其活性降低甚至死亡。

　　因此，目前的替代方案是在化妆品中多使用乳酸菌溶胞物及其代谢产物。“乳酸菌溶胞物即通过溶解乳酸菌整个细胞而获得的物质，具备保湿、美白、抗皱、抗衰老等多种功效。”山东大学微生物改造技术全国重点实验室教授孔健介绍。这一举措不仅提升了化妆品的质量稳定性，减少了对皮肤的刺激，还保留了乳酸菌的护肤功效，因此被广泛应用于多种国内外高端化妆品中。

　　据郭婷婷和同事们的调研，乳酸菌溶胞物及其代谢产物在护肤品中的应用速度达到了每年12%的增长。