อ่าน 15 นาที
มิวซิน
มิวซิน ( / ˈ m juː s ɪ n / ) เป็นกลุ่มของโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีไกลโคซิเลชันมาก ( ไกลโคคอนจูเกต) ที่ผลิตโดยเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวในสัตว์ส่วนใหญ่
มิวซิน
ภาพถ่ายจุลทรรศน์แสดงเซลล์ที่มีแวคิวโอลภายในไซโตพลาสซึม ซึ่งบรรจุ เมือก อย่างเห็นได้ชัด ย้อมด้วย วิธี Pap stain | |
| ตัวระบุ | |
|---|---|
| เครื่องหมาย | มิวซิน |
| เมมเบรน | 111 |
มิวซิน ( / ˈ m juː s ɪ n / ) เป็นกลุ่มของโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีไกลโคซิเลชันมาก ( ไกลโคคอนจูเกต) ที่ผลิตโดยเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวในสัตว์ส่วนใหญ่ [ 1 ]มิวซินแบ่งออกเป็นมิวซินที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งก่อตัวเป็นไกลโคคาลิกซ์หรือมิวซินที่หลั่งออกมาซึ่งก่อตัวเป็นเจลเมือก[ 2 ]เจลเมือกเหล่านี้ปกคลุมเยื่อบุผิว ที่เปียกชื้น ทำหน้าที่ตั้งแต่การหล่อลื่น (เช่น ในดวงตา) ไปจนถึงการสร้างเกราะป้องกันทางกายภาพและเคมี ป้องกันอนุภาคแปลกปลอมและเชื้อโรค เช่น ในปอดหรือลำไส้ นอกจากคุณสมบัติทางกายภาพแล้ว มิวซินที่ก่อตัวเป็นเจลและมิวซินที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ยังเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณของเซลล์และการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน[ 1 ] [ 3 ]พวกมันมักมีบทบาทในการยับยั้ง[ 1 ]มิวซินบางชนิดเกี่ยวข้องกับการควบคุม การ สร้างแร่ธาตุรวมถึง การสร้าง มุกในหอย [ 4 ]การสร้างแคลเซียมในเอคิโนเดอร์ม[ 5 ]และการสร้างกระดูกในสัตว์มีกระดูกสันหลัง[ 6 ]
นอกจากคุณสมบัติในการเป็นเกราะป้องกันทางกายภาพและเคมีแล้ว มีรายงานว่ามิวซินยังทำหน้าที่เป็นตัวรับสำหรับเชื้อโรค ต่างๆ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการบุกรุกเข้าสู่เซลล์ ของโฮสต์ ดังนั้นจึงแสดงบทบาทสองด้านในการป้องกันโฮสต์ ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการศึกษา[ 7 ]
การควบคุมการแสดงออกและการหลั่งของมิวซินที่ผิดปกติมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโรคต่างๆ การแสดงออกของโปรตีนมิวซินมากเกินไป โดยเฉพาะMUC1มีความเกี่ยวข้องกับมะเร็งหลายชนิด[ 8 ] [ 9 ]ความสมบูรณ์ของเยื่อกั้นเมือกที่บกพร่อง ซึ่งแสดงให้เห็นความหนาของชั้นเมือกที่ลดลงและ/หรือการซึมผ่านที่เพิ่มขึ้น มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับโรคต่างๆ เช่นโรคโครห์นและโรคแผลในลำไส้ใหญ่[ 2 ]
มิวซินของมนุษย์ประกอบด้วยยีนที่มี สัญลักษณ์ HUGO คือ MUC 1 ถึง 22 ในบรรดามิวซินเหล่านี้ มีการกำหนดคลาสต่อไปนี้ตามตำแหน่งที่ตั้ง: [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
- มิวซินที่หลั่งออกมาในมนุษย์พร้อมตำแหน่งโครโมโซม ขนาดการทำซ้ำในกรดอะมิโน (aa) ว่าเป็นเจลฟอร์ม (Y) หรือไม่ (N) และการแสดงออกในเนื้อเยื่อ[ 14 ]
| มิวซิน | เจล | โครโมโซม | ขนาดการทำซ้ำ (aa) | การแสดงออกของเนื้อเยื่อ |
|---|---|---|---|---|
| เอ็มซี2 | วาย | 11p15.5 | 23 | Jejunum , ileum , ลำไส้ใหญ่, เยื่อบุโพรงมดลูก |
| เอ็มยูซี5เอ | วาย | 11p15.5 | 8 | ทางเดินหายใจ , กระเพาะอาหาร, เยื่อบุตา , ปากมดลูก , เยื่อบุโพรงมดลูก |
| เอ็มยูซี5บี | วาย | 11p15.5 | 29 | ทางเดินหายใจ, ต่อมใต้ขากรรไกร , ปากมดลูก |
| เอ็มยูซี6 | วาย | 11p15.5 | 169 | กระเพาะอาหาร, ลำไส้เล็กส่วนปลาย, ถุงน้ำดี , ปาก มดลูก, เยื่อบุโพรงมดลูก |
| เอ็มยูซี19 | วาย | 12q12 | 19 | เยื่อบุผิว ของกระจกตาและเยื่อบุตา ; ต่อมน้ำตา[ 15 ] |
| เอ็มยูซี7 | เอ็น | 4q13–q21 | 23 | ต่อมใต้ลิ้นและต่อมใต้ขากรรไกร |
| เอ็มยูซี8 | เอ็น | 12q24.3 | 13/41 | ทางเดินหายใจ, มดลูก , ปากมดลูก, เยื่อบุโพรงมดลูก |
| เอ็มยูซี9 | เอ็น | 1p13 | 15 | ท่อนำไข่ |
| เอ็มยูซี20 | เอ็น | 3 | 19 | ไต (สูง), ปานกลางในรก , ปอด , ต่อ มลูกหมาก , ตับ , ระบบย่อยอาหาร |
- มิวซิน ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ (ทรานส์เมมเบรน ): MUC1 , MUC3A , MUC3B , MUC4 , MUC12 , MUC13 , MUC15 , MUC16 , MUC17 , MUC21 (เดิมคือ C6orf205), MUC22 (มีความหลากหลายสูง[ 16 ] )
มิวซินในทางเดินหายใจที่หลั่งออกมาหลักๆ คือMUC5ACและMUC5Bในขณะที่MUC2หลั่งออกมาส่วนใหญ่ในลำไส้ แต่ก็หลั่งออกมาในทางเดินหายใจด้วยเช่นกัน MUC7 เป็นโปรตีนในน้ำลายหลัก[ 13 ]
โครงสร้างโปรตีน
มิวซินของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยประกอบด้วยสองส่วนที่แตกต่างกัน: [ 10 ]
- บริเวณปลายด้าน อะมิโนและคาร์บอกซิลมีการเติมหมู่ไกลโคซิลเพียงเล็กน้อย แต่มีซิสเทอีน อยู่มาก หมู่ซิสเทอีนมีส่วนร่วมในการสร้าง พันธะ ไดซัลไฟด์ภายในและระหว่างโมโนเมอร์ ของมิวซิ น
- บริเวณส่วนกลางขนาดใหญ่ ("โดเมน PTS") เกิดจากการเรียงตัวซ้ำกันหลายครั้งของลำดับกรดอะมิโน 10 ถึง 80 ตัว ซึ่งกรดอะมิโนซีรีนหรือทรีโอนีนมี มากถึงครึ่งหนึ่ง บริเวณนี้จะอิ่มตัวด้วย โอลิโกแซ็กคาไรด์แบบ O-linked หลายร้อย โมเลกุล โอ ลิโกแซ็กคา ไรด์ แบบ N-linked ก็พบได้ในมิวซินเช่นกัน แต่มีปริมาณน้อยกว่าโอลิโกแซ็ ก คา ไรด์แบบ O-linked
การจำแนกประเภทตามวิวัฒนาการ
การจำแนกประเภทตามหน้าที่ไม่สอดคล้องกับความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่แน่นอน ซึ่งยังไม่สมบูรณ์และกำลังดำเนินการอยู่[ 13 ]กลุ่มที่เกี่ยวข้องที่ทราบ ได้แก่:
- มิวซินที่สร้างเจล (2, 5AC, 5B, 6, 19) มีความสัมพันธ์กันเองและกับโอโตเจลินและปัจจัยฟอนวิลเลแบรนด์ (PTHR11339) [ 17 ]สี่ในจำนวนนี้พบในกลุ่มยีนที่มีการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (ที่ 11p15.5 ในมนุษย์) [ 18 ]
- โดเมนคล้าย EGFที่มีมิวซิน ได้แก่ MUC3(A,B), MUC4, MUC12, MUC13 และ MUC17 [ 19 ]
- มิวซินคล้าย EGF บางชนิด รวมถึง MUC1 และ MUC16 มีโดเมน SEAซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ยังไม่ชัดเจนว่าสิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงต้นกำเนิดร่วมกันของมิวซินทรานส์เมมเบรนเหล่านี้หรือไม่[ 17 ]
- MUC21 และ MUC22 มีความสัมพันธ์กันโดยการใช้โดเมน C-terminal ร่วมกัน (PF14654) นอกจากนี้ยังพบอยู่ในกลุ่มยีนของมนุษย์บนโครโมโซม 6p21.33 อีกด้วย
- MUC7 เป็นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ล่าสุดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรก โดยเริ่มต้นจากการคัดลอกใน กลุ่มยีน โปรตีนฟอสโฟที่จับแคลเซียมแบบหลั่ง (SCPP) และได้รับ PTS ซ้ำอย่างรวดเร็ว[ 20 ]
หน้าที่ในมนุษย์
พบว่ามิวซินมีหน้าที่สำคัญในการป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา MUC5B ซึ่งเป็นมิวซินหลักในช่องปากและอวัยวะสืบพันธุ์เพศหญิง แสดงให้เห็นว่าสามารถลดการเกาะติดและ การก่อตัวของไบโอ ฟิล์มของStreptococcus mutansซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มีศักยภาพในการก่อให้เกิดฟันผุ ได้อย่างมีนัยสำคัญ [ 21 ]ที่น่าสนใจคือ MUC5B ไม่ได้ฆ่าแบคทีเรีย แต่กลับรักษาแบคทีเรียให้อยู่ในระยะแพลงก์ตอน (ไม่ใช่ไบโอฟิล์ม) จึงช่วยรักษาสภาพจุลินทรีย์ในช่องปากให้มีความหลากหลายและมีสุขภาพดี[ 21 ]ผลกระทบที่คล้ายกันของ MUC5B และมิวซินอื่นๆ ได้รับการพิสูจน์แล้วกับเชื้อโรคอื่นๆ เช่นCandida albicans , Helicobacter pyloriและแม้แต่HIV [ 22 ] [ 23 ]ในช่องปาก มิวซินยังสามารถดึงดูดโปรตีนต้านจุลินทรีย์ เช่นสเตเทอรินและ ฮิ สตาติน 1ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการติดเชื้อได้อีกด้วย[ 23 ]
มิวซิน 11 ชนิดถูกสร้างขึ้นโดยเยื่อบุผิวของดวงตาเซลล์โกเบล็ตและต่อมที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าส่วนใหญ่จะถูกสร้างในระดับต่ำมากก็ตาม มิวซินเหล่านี้ช่วยรักษาความชุ่มชื้น หล่อลื่นการกระพริบ ตา ทำให้ฟิล์ม น้ำตา คงตัว และสร้างเกราะป้องกันทางกายภาพจากโลกภายนอก[ 15 ]
การเติมหมู่ไกลโคซิลและการรวมกลุ่ม
ยีนมิวซิน เข้ารหัสโมโนเมอร์ของมิวซิน ซึ่งถูกสังเคราะห์เป็นแกน อะโพมิวซินรูปแท่งและได้รับการดัดแปลงหลังการสังเคราะห์โปรตีนด้วยกระบวนการไกลโคซิเลชันที่ อุดมสมบูรณ์เป็นพิเศษ
ชั้น "น้ำตาล" ที่หนาแน่นของมิวซินทำให้พวกมัน มีความสามารถ ในการกักเก็บน้ำ ได้มาก และยังทำให้ทนต่อการย่อยสลายด้วยเอนไซม์โปรตีเอสซึ่งอาจมีความสำคัญในการรักษาเกราะป้องกัน ของเยื่อเมือก
มิวซินถูกหลั่งออกมาในรูปของกลุ่มโปรตีนขนาดใหญ่ที่มีมวลโมเลกุลประมาณ 1 ถึง 10 ล้านดาลตันภายในกลุ่มโปรตีนเหล่านี้ โมโนเมอร์จะเชื่อมต่อกันโดยส่วนใหญ่ด้วยปฏิกิริยาที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์แม้ว่า พันธะ ไดซัลไฟ ด์ระหว่างโมเลกุล อาจมีบทบาทในกระบวนการนี้ด้วยก็ตาม
การหลั่ง
เมื่อได้รับการกระตุ้น โปรตีน MARCKS (myristylated alanine-rich C kinase substrate) จะประสานการหลั่งมิวซินจากถุง บรรจุมิวซิน ภายในเซลล์เยื่อบุผิวเฉพาะ[ 24 ]การรวมตัวของถุงกับเยื่อหุ้มพลาสมาทำให้เกิดการปล่อยมิวซิน ซึ่งเมื่อมีการแลกเปลี่ยนCa 2+กับNa +จะขยายตัวได้มากถึง 600 เท่า ผลลัพธ์ที่ได้คือ ผลิตภัณฑ์ ที่มีความยืดหยุ่นหนืดซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลที่สานกัน ซึ่งเมื่อรวมกับสารคัดหลั่งอื่นๆ (เช่น จากเยื่อบุผิวทางเดินหายใจและต่อมใต้เยื่อเมือกในระบบทางเดินหายใจ ) จะเรียกว่าเมือก [ 25 ] [ 26 ]
ความสำคัญทางคลินิก
การผลิตมิวซินที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นในมะเร็งต่อม หลาย ชนิดรวมถึงมะเร็งตับอ่อน ปอด เต้านม รังไข่ ลำไส้ใหญ่ และเนื้อเยื่ออื่นๆ มิวซินยังแสดงออกมากเกินไปในโรคปอด เช่นโรคหอบหืดหลอดลมอักเสบโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) หรือซิสติกไฟบรอยด์ [ 27 ] มิวซินเมมเบรนสองชนิด ได้แก่ MUC1 และ MUC4 ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องทางพยาธิวิทยาในกระบวนการของโรค[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]มิวซินกำลังอยู่ระหว่างการตรวจสอบในฐานะเครื่องหมายวินิจฉัยที่เป็นไปได้สำหรับมะเร็งและกระบวนการของโรคอื่นๆ ที่มักมีการแสดงออกมากเกินไปหรือผิดปกติ
การสะสมของมิวซินที่ผิดปกติเป็นสาเหตุของอาการบวม ที่ใบหน้าที่ไม่บุ๋ม ซึ่งพบในภาวะไทรอยด์ฮอร์โมน ต่ำที่ไม่ได้รับการรักษา อาการบวมนี้ยังพบได้ใน บริเวณ หน้าแข้งด้วย[ 31 ]
มิวซินที่ไม่มีกระดูกสันหลัง
นอกเหนือจากมิวซินในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดแล้ว สัตว์อื่นๆ ก็ยังแสดงออกถึงโปรตีน (ไม่จำเป็นต้องเป็นญาติกัน) ที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ซึ่งได้แก่:
- เป็นที่ทราบกันว่า Drosophilaแสดงออกโปรตีนมิวซินที่มี PTS-rich repeats [ 32 ]
- Trypanosoma cruziแสดงมิวซินบนพื้นผิวเซลล์ ( Pfam PF01456 ) [ 33 ]
สิ่งมีชีวิตบางชนิดสร้างเมือกที่ไม่มีส่วนประกอบของโปรตีน แต่มีเพียงโพลีแซคคิไดด์เท่านั้น
ใช้เพื่อความงาม
คุณสมบัติเชิงฟังก์ชัน
มิวซินเป็นโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงซึ่งมีไกลโคซิเลชันมาก (> 70% คาร์โบไฮเดรต) ดังนั้นจึงมักใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางเนื่องจากมีคุณสมบัติในการให้ความชุ่มชื้น ปกป้องเกราะป้องกัน และปรับสภาพผิว[ 34 ]
โซ่ข้างคาร์โบไฮเดรตจำนวนมากของไกลโคโปรตีนทำให้โครงสร้างสามารถจับน้ำได้ในปริมาณมากและสร้างเครือข่ายที่เหนียวคล้ายเจล[ 35 ]คุณสมบัติโครงสร้างนี้เองที่ทำให้มิวซินสามารถสร้างเกราะป้องกันความชุ่มชื้นบนผิวหนัง ช่วยเพิ่มการกักเก็บความชุ่มชื้นและให้ความรู้สึกลื่นเมื่อทา[ 36 ]นอกจากนี้ สารสกัดเมือกจากสัตว์ยังอาจมีส่วนประกอบของสารปนเปื้อนที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ไกลโคซามิโนไกลแคนและแร่ธาตุต่างๆ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมและฟื้นฟูผิวหนัง
น้ำหนักโมเลกุล (MW) ของมิวซินสามารถส่งผลต่อพฤติกรรมการทำงานของสูตรเฉพาะที่พบมิวซินอยู่[ 37 ]มิวซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมักจะคงอยู่บนผิวหนัง ช่วยในการสร้างฟิล์มและปกป้องเกราะป้องกัน ชั้นมิวซินที่ปกป้องนี้สามารถลดการสูญเสียน้ำผ่านผิวหนังได้ ในทางกลับกัน มิวซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำสามารถแทรกซึมเข้าสู่ชั้นเคราตินหรือชั้นนอกสุดของหนังกำพร้าได้ง่ายกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มผลลัพธ์ในการให้ความชุ่มชื้น ทำให้มิวซินและเครือข่ายน้ำของมิวซินสามารถโต้ตอบกับผิวหนังได้หลายชั้นมากขึ้น ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักโมเลกุลของมิวซินจึงสามารถปรับแต่งได้อย่างละเอียดตามเป้าหมายของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
สารสกัดจากเมือกประกอบด้วยสารประกอบที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ เปปไทด์และแร่ธาตุต่างๆ ที่สามารถทำให้สารอนุมูลอิสระ (ROS) ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมภายในและภายนอกร่างกายเป็นกลางได้[ 38 ]ด้วยการลดความเครียดจากออกซิเดชัน ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถช่วยป้องกันความเสียหายของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความเสียหายจากรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) และมลภาวะ[ 39 ]คุณสมบัติในการต้านอนุมูลอิสระของมิวซินนี้มักถูกระบุว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดผลต่อต้านริ้วรอยและทำให้ผิวที่หยาบกร้านเรียบเนียนขึ้น
อนุพันธ์ของมิวซินสำหรับการใช้ในเครื่องสำอาง
วัสดุที่ได้จากมิวซิน โดยเฉพาะจากเมือกหอยทาก ได้ถูกนำมาใช้ในสูตรเครื่องสำอางเนื่องจากคุณสมบัติในการสร้างฟิล์มและการกักเก็บน้ำ ซึ่งช่วยให้เกิดการสร้างชั้นผิวป้องกันที่สามารถลดการสูญเสียน้ำผ่านผิวหนังและเพิ่มความชุ่มชื้นให้กับผิว[ 40 ] [ 41 ]
เมือกหอยทาก ซึ่งได้มาจากสายพันธุ์ต่างๆ เช่น Helix aspersa Müller และ Helix aspersa var. maxima เป็นแหล่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง รวมถึงครีม เซรั่ม และมาสก์[ 42 ]การศึกษาในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าเมือกหอยทากสามารถส่งเสริมการอยู่รอด การแพร่กระจาย และการเคลื่อนย้ายของไฟโบรบลาสต์ ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในกระบวนการซ่อมแซมผิว[ 43 ]การทบทวนอย่างเป็นระบบของผลิตภัณฑ์จากหอยทากรายงานว่ามีการปรับปรุงในด้านความชุ่มชื้น เนื้อสัมผัส และการระคายเคือง แม้ว่าความแข็งแกร่งของหลักฐานทางคลินิกยังคงแตกต่างกันไป[ 41 ]
มีการศึกษาการใช้มิวซินจากแหล่งอื่น ๆ รวมถึงปลา เช่น ปลาแมคเคอเรล ในด้านเครื่องสำอางด้วย ไฮโดรไลเสตจากมิวซินปลาแสดงให้เห็นถึงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ โดยส่วนประกอบของกรดอะมิโน เช่น แอล-เมไทโอนีนและแอล-ฮิสติดีน มีส่วนช่วยในการกำจัดอนุมูลอิสระ[ 38 ]ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระในวัสดุเหล่านี้มักได้รับการประเมินโดยใช้การทดสอบ เช่น ความสามารถในการดูดซับอนุมูลออกซิเจนและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระเทียบเท่าโทรลอก ซ์ [ 38 ]
คุณสมบัติของมิวซินที่ใช้ในเครื่องสำอางอาจแตกต่างกันไปตามปัจจัยทางชีวภาพและสิ่งแวดล้อม รวมถึงสายพันธุ์และสภาวะความเครียด ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของเมือก[ 38 ]วิธีการสกัดยังส่งผลต่อคุณภาพของวัสดุด้วย เทคนิคแบบดั้งเดิมมักอาศัยการกระตุ้นทางกลหรือทางเคมี ในขณะที่วิธีการล่าสุดเน้นการเก็บรวบรวมที่ความเครียดต่ำเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอและความยั่งยืน[ 42 ]
การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุคล้ายมิวซินสังเคราะห์หรือที่ได้รับการดัดแปลงทางชีวภาพได้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาไกลโคพอลิเมอร์ เปปไทด์ และระบบที่ใช้พอลิเมอร์ที่กำหนดทางเคมี ซึ่งเลียนแบบคุณสมบัติการทำงานที่สำคัญของมิวซินตามธรรมชาติ รวมถึงการให้ความชุ่มชื้น การหล่อลื่น การสร้างเกราะป้องกัน และพฤติกรรมความยืดหยุ่นหนืด[ 40 ] [ 39 ]วัสดุเลียนแบบมิวซินเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเอาชนะความแปรปรวนและความไม่สม่ำเสมอของมิวซินที่ได้จากธรรมชาติ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติพื้นผิวและการกักเก็บน้ำไว้ แม้ว่าระบบเหล่านี้จะแสดงคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานเฉพาะที่ แต่การวิจัยในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นการสำรวจ และการใช้งานในสูตรเครื่องสำอางเชิงพาณิชย์ยังคงมีจำกัดเมื่อเทียบกับมิวซินที่ได้จากธรรมชาติ[ 44 ]
แม้ว่าจะมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง แต่หลักฐานสนับสนุนส่วนใหญ่ได้มาจากการศึกษาในหลอดทดลองหรือการตรวจสอบขนาดเล็ก และความแปรปรวนของวัสดุต้นทางและวิธีการประมวลผลทำให้การเปรียบเทียบระหว่างการศึกษาทำได้ยาก[ 41 ]
ขนาดตลาดเครื่องสำอางมิวซิน
ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีส่วนผสมของมิวซินหลากหลายชนิดมีวางจำหน่ายในท้องตลาด สามารถหาซื้อได้ตามร้านขายยา ซูเปอร์มาร์เก็ต ร้านขายเครื่องสำอาง หรือทางออนไลน์ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้แก่ โทนเนอร์ เซรั่ม มอยเจอร์ไรเซอร์ มาส์ก ครีมบำรุงรอบดวงตา คลีนเซอร์ และอื่นๆ อีกมากมาย
ตลาดเครื่องสำอางเมือกหอยทากทั่วโลกเติบโตอย่างรวดเร็ว ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากความนิยมที่เพิ่มขึ้นของ K-beauty และเทรนด์การดูแลผิวแบบ "ธรรมชาติ" [ 45 ]ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก โดยเฉพาะเกาหลีใต้ ครองส่วนแบ่งตลาดมากที่สุด ในปี 2025 ตลาดโลกมีมูลค่า 989.4 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และคาดว่าจะสูงถึง 3,112.7 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2035 ซึ่งคิดเป็นอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) ที่ 12.1% [ 46 ]
ความเสี่ยงและจริยธรรม
เนื่องจากการใช้เครื่องสำอางที่มีส่วนผสมของมิวซินเพิ่มมากขึ้น จึงมีการสำรวจคำถามเกี่ยวกับความปลอดภัย หลักฐานในปัจจุบันบ่งชี้ว่าผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีส่วนผสมของมิวซินโดยทั่วไปแล้วผู้ใช้ส่วนใหญ่สามารถทนได้ดีเมื่อใช้ทาภายนอก การทบทวนอย่างเป็นระบบได้เปิดเผยว่าส่วนผสมของมิวซินจากหอยทากในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวต่างๆ ส่งผลให้เกราะป้องกันผิวและความชุ่มชื้นดีขึ้น โดยไม่มีรายงานผลข้างเคียงร้ายแรงใดๆ ตลอดระยะเวลาการใช้งานหลายสัปดาห์[ 41 ]การทบทวนล่าสุดสรุปว่าผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของมิวซินสำหรับทาภายนอกดูเหมือนจะปลอดภัยสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ในการศึกษาระยะสั้น แต่เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการทดลองทางคลินิกระยะยาวเพื่อกำหนดความปลอดภัยและประสิทธิภาพอย่างเต็มที่[ 45 ]โดยรวมแล้ว แม้ว่าผลการค้นพบในปัจจุบันจะชี้ให้เห็นถึงความปลอดภัยในระยะสั้น แต่จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อสร้างข้อสรุปที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับความปลอดภัยและความเสี่ยง
นอกจากเรื่องความปลอดภัยแล้ว ยังมีข้อกังวลด้านจริยธรรมเกี่ยวกับการผลิตเครื่องสำอางจากเมือกหอยทากอีกด้วย วิธีการสกัดเมือกหอยทากนั้นรวมถึงการสกัดแบบธรรมชาติซึ่งไม่เจ็บปวดและให้ผลผลิตต่ำกว่า[ 47 ]รวมถึงเทคนิคอื่นๆ เช่น การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า[ 48 ] [ 49 ]และการเหนี่ยวนำทางกลหรือทางเคมี[ 50 ] [ 51 ]แม้ว่าวิธีการอื่นๆ เหล่านี้จะให้ผลผลิตสูงกว่า แต่ก็อาจทำให้หอยทากเกิดความเครียดหรือเป็นอันตรายได้[ 50 ]ความต้องการผลิตภัณฑ์เมือกหอยทากที่เพิ่มขึ้นได้สร้างแรงกดดันให้กับบริษัทเครื่องสำอางเหล่านี้ ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นของวิธีการเก็บรวบรวมอย่างมีจริยธรรมและสภาพความเป็นอยู่ที่ดีสำหรับหอยทาก
การประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์
เมือก ซึ่งเป็นไบโอพอลิเมอร์ที่เคลือบเยื่อบุผิวที่ชุ่มชื้นทั้งหมดของมนุษย์และสัตว์ ประกอบด้วยมิวซินมากถึง 70% โดยมวล[ 52 ]เนื่องจากมิวซินมีบทบาทสำคัญในร่างกายมนุษย์ รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง การย่อยอาหาร การสืบพันธุ์ การหล่อลื่น และภูมิคุ้มกัน จึงเป็นที่น่าสนใจในการวิจัยทางการแพทย์ โดยทั่วไปแล้วมิวซินมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพเนื่องจากการเกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกายมนุษย์ และแสดงคุณลักษณะที่น่าสนใจมากมายสำหรับการพัฒนาและความก้าวหน้าด้านสุขภาพและการแพทย์ ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างการประยุกต์ใช้มิวซินในด้านชีวการแพทย์ที่เป็นไปได้บางส่วน
ไบโอพอลิเมอร์มิวซินธรรมชาติในฐานะสารต้านไวรัส
มิวซินทั้งหมดมีบริเวณที่อุดมไปด้วยซีรีน ทรีโอนีน และโพรลีน ซึ่งเป็นตำแหน่งสำหรับการเกิด O-ไกลโคซิเลชัน[ 52 ] O-ไกลแคนที่เรียงตัวกันจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำอย่างมาก ทำให้มิวซินสามารถให้ความชุ่มชื้น หล่อลื่น และปกป้องส่วนต่อประสานทางชีวภาพจากการขาดน้ำ ความเครียดทางกล และการเสื่อมสภาพจากออกซิเดชัน ไกลแคนบางชนิดอาจยับยั้งการติดเชื้อจากไวรัสและแบคทีเรียได้[ 52 ]
มิวซินมีศักยภาพในการใช้เป็นสารต้านไวรัสแบบกว้างสเปกตรัม เนื่องจากมิวซินที่แยกได้ต่างชนิดกันสามารถยับยั้งไวรัสได้หลากหลายชนิด[ 53 ]การได้รับมิวซินจำนวนมากจากแหล่งของมนุษย์เป็นเรื่องยาก[ 53 ]ในการศึกษาหนึ่งโดย Lieleg และคณะ (2012) ได้มีการนำมิวซินที่แยกได้จากเยื่อบุของกระเพาะอาหารหมูมาใช้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ปากมดลูกของมนุษย์ (HeLa) เพื่อเป็นแหล่งทางเลือกของไกลโคโปรตีนมิวซินจำนวนมาก พบว่าเมือกของหมูเป็นวัสดุที่เข้ากันได้กับเซลล์และไม่ทำให้ความมีชีวิตของเซลล์ HeLa ลดลง เมื่อทดสอบกับไวรัสที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน มิวซินของหมูแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่ติดเชื้อ HPV-16 (~nm) ลดลงจาก 65% ในบัฟเฟอร์ HEPES เหลือประมาณ 6% โดยพบผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับทั้งไวรัสโพลีโอมาของเซลล์เมคเคล (MCV, ~50nm) และไวรัสไข้หวัดใหญ่ A (~100nm) สันนิษฐานว่าการตรึงไวรัสไว้ภายในเมทริกซ์มิวซิน (~340 นาโนเมตร) เกิดจากการโต้ตอบกับกลุ่มน้ำตาล รวมถึงแรงที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ที่อ่อนแอ เช่น แรงแวนเดอร์วาลส์และพันธะไฮโดรเจน[ 53 ]ความสามารถของมิวซินในการจำกัดการแพร่กระจายของไวรัสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเมทริกซ์มาก ทำให้ตัดวิธีการกีดขวางทางกายภาพที่เคยคิดไว้ก่อนหน้านี้ออกไปได้[ 53 ]
สารเลียนแบบมิวซินและวัสดุที่มีมิวซินเป็นองค์ประกอบ
มิวซินธรรมชาติอาจแยกได้ยาก ทำให้มิวซินเลียนแบบเป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความนิยม[ 54 ] [ 55 ] ตัวอย่างล่าสุดของโครงสร้างไกลโคพอลิเมอร์แบบแตกแขนงใช้ปฏิกิริยาทีละขั้นตอนบนตัวรองรับของแข็งเพื่อสังเคราะห์ไกลโคโอลิโอโกอะมิโดเอมีน[ 56 ]จากนั้นไกลโคโอลิโอโกอะมิโดเอมีนเหล่านี้จะถูกนำไปวางบนโครงสร้างเอสเทอร์และเชื่อมต่อกับน้ำตาล[ 56 ]
วัสดุที่มีมิวซินเป็นองค์ประกอบหลักแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญในการใช้งานทางชีวการแพทย์ โดยการผสมผสานการควบคุมต้านจุลชีพเข้ากับคุณสมบัติของวัสดุที่ได้รับการปรับปรุง แทนที่จะกำจัดแบคทีเรีย ไกลโคพอลิเมอร์ที่เลียนแบบมิวซินสามารถยับยั้งการก่อตัวของไบโอฟิล์มได้โดยการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของแบคทีเรีย ลดความรุนแรงของโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่รบกวนสมดุลของจุลินทรีย์โดยรวม[ 57 ]แนวทางนี้มุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของแบคทีเรียเพื่อลดความรุนแรงของโรค แทนที่จะฆ่าแบคทีเรีย ในขณะเดียวกัน ไฮโดรเจลที่มีมิวซินเป็นองค์ประกอบหลักได้รับการออกแบบให้มีความแข็งแรงและยึดเกาะได้ดีขึ้น โดยใช้การเชื่อมโยงแบบแคทิโคล-ไทออลเพื่อช่วยให้เกิดการก่อตัวของเจลและการยึดเกาะกับพื้นผิวที่เปียกได้อย่างรวดเร็ว[ 58 ]ไฮโดรเจลเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นกาวติดเนื้อเยื่อและสารเคลือบป้องกันการเกาะติด ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาฤทธิ์ทางชีวภาพตามธรรมชาติของมิวซินในการป้องกันการตั้งรกรากของแบคทีเรีย
ตัวอย่างเหล่านี้เน้นให้เห็นว่าวัสดุชีวภาพที่ใช้มิวซินและสารเลียนแบบมิวซินสามารถได้รับการออกแบบให้ผสานรวมทั้งฟังก์ชันทางชีวภาพและประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างของมิวซิน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในการรักษาบาดแผลและการป้องกันการติดเชื้อ นอกจากนี้ยังมีโอกาสในการปรับปรุงวิธีการส่งยาอีกด้วย[ 56 ] [ 59 ]ไม่ว่าจะบริหารยาด้วยวิธีใดก็ตาม เพื่อให้ยาถูกดูดซึมและเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตของร่างกาย ยาจะต้องผ่านเมือกก่อน[ 59 ]มีการเน้นย้ำถึงการศึกษาว่าการเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถของยาในการโต้ตอบกับเมือกจะช่วยให้การส่งยามีประสิทธิภาพและตรงเป้าหมายมากขึ้นได้อย่างไร[ 59 ]
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Ali MS, Hutton DA, Wilson JA, Pearson JP (กันยายน 2548). "การแสดงออกของเมือกหลั่งหลักในไซนัสอักเสบเรื้อรัง" Otolaryngology–Head and Neck Surgery . 133 (3): 423– 428. doi : 10.1016/j.otohns.2005.06.005 . PMID 16143194 . S2CID 42482788 .
- Ramsey KA, Rushton ZL, Ehre C (มิถุนายน 2016). "การแยกโปรตีนไกลโคโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงด้วยเจลอะกาโรสโดยใช้เมือก: เวสเทิร์นบลอตติ้ง"วารสารการทดลองที่แสดงให้เห็นภาพ 112 ( 112) 54153. doi : 10.3791/54153 . PMC 4927784 . PMID 27341489 .
ลิงก์ภายนอก
- มิวซิน ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- "มิวซิน"ในพจนานุกรมทางการแพทย์ของดอร์แลนด์
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ มิวซิน
มิวซิน ( / ˈ m juː s ɪ n / ) เป็นกลุ่มของโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีไกลโคซิเลชันมาก ( ไกลโคคอนจูเกต) ที่ผลิตโดยเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวในสัตว์ส่วนใหญ่
โครงสร้างโปรตีน
มิวซินของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยประกอบด้วยสองส่วนที่แตกต่างกัน: [ 10 ]
การจำแนกประเภทตามวิวัฒนาการ
การจำแนกประเภทตามหน้าที่ไม่สอดคล้องกับความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่แน่นอน ซึ่งยังไม่สมบูรณ์และกำลังดำเนินการอยู่ [ 13 ] กลุ่มที่เกี่ยวข้องที่ทราบ ได้แก่:
หน้าที่ในมนุษย์
พบว่ามิวซินมีหน้าที่สำคัญในการป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียและเชื้อรา MUC5B ซึ่งเป็นมิวซินหลักในช่องปากและอวัยวะสืบพันธุ์เพศหญิง แสดงให้เห็นว่าสามารถลดการเกาะติดและ การก่อตัวของไบโอ ฟิล์ม ของ Streptococcus mutans...