刚刚过去的五一节,相信大家过节胡吃海喝了不少,正好让我想起了三文鱼。
本期内容筹备了很久,最后决定分为上下两期分享。本期内容是基础知识与机制,会稍微枯燥,但对临床有许多启示作用。
自1990年代以来,PDRN/PN在伤口愈合和皮肤再生中的潜在应用以来就引起了极大的科学关注。其分子量范围从50到1500kDa,近来的研究扩大了到1 kDa和10,000 kDa的片段。
多聚脱氧核糖核苷酸(PDRN)和多聚核苷酸(PN),从三文鱼中提取而来,都是DNA衍生的生物聚合物。
DNA衍生物如何作用呢?从大体来讲,如下图:首先,DNA作为模板产生RNA(即转录),然后翻译成多肽链,这些多肽链折叠成功能蛋白,最后通过功能蛋白来发挥生物学作用。但进入局部皮肤组织时,作用更加多元,后面会详细讲。
不同来源的PDRN/PN表现为不同的活性,目前三文鱼提取而来的最稳定,尤其是拥有专利技术,比如DNA片段优化技术(DOT)和高纯度技术(HPT)生物产品,分别来自韩国与意大利。
PDRN/PN以各种葡萄糖形式(凝胶,面霜,血清,口罩和注射剂)存在。其作用包括:
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促进皮肤再生和抗衰
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减少色素沉着
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降低局部氧化/炎症状态
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改善皮肤质地
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防止疤痕形成
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促进头发再生
PDRN/PN通过两种主要机制刺激皮肤再生:
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刺激成纤维细胞中的A2A受体
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向修复途径提供物质
进入体内后的过程也很有意思,具体如下:
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PDRN/PN被内源性核酸酶降解,产生核苷酸;
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这些核苷酸随后与成纤维细胞中的A2A受体结合,减少炎症,促进细胞迁移和生长、促进正常血管生成以及细胞外基质的成熟;
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核苷酸可以通过补救途径循环利用,加速细胞生长和产生胶原蛋白、弹性蛋白和纤连蛋白。
其中,A2A受体是我们关注PDRN/PN的主要机制,也是发挥作用的主要途径,总结如下:
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炎症消退:引发的级联反应导致促炎因子(TNF-α、IL-6、IL-8) 水平下降,同时抗炎因子(IL-10)增加,降低整体炎症状态,级联反应还显著抑制了成纤维细胞合成和分泌胶原酶
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增殖:核苷酸刺激VEGF的分泌,进而促进新血管形成(即新生血管生成),以及刺激成纤维细胞和内皮细胞迁移和生长
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重塑:随着炎症减少、血液支持增加和细胞生长,成纤维细胞被置于最佳条件下产生胶原蛋白(即I型和III型)、弹性蛋白和纤维蛋白原,这些蛋白质随后有助于形成细胞外基质,为成纤维细胞提供机械和结构支持。
值得注意的是:PDRN与其他因为诱导低度炎症的生物刺激剂(诱发局部炎症反应来刺激成纤维细胞产生胶原蛋白)不同,因为它通过减少炎症诱导蛋白质产生,而几乎没有结节形成的风险。
不同的聚合物大小会导致不同的物理化学特征,并导致不同的治疗作用。
比如不同分子量的透明质酸(HA)活性及作用不同:
低分子量HA(5-10kDa)刺激角质形成细胞产生CD44,促进表皮增殖和分化
中分子量HA(200-500kDa)和高分子量(1.5-2.0MDa)在改善皮肤水合方面更有效
因此,PDRN与PN的区别点在于:
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PDRN是中小链聚合物(分子量<1500kDa);PN是长链聚合物(分子量≥1500kDa);
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PN比PDRN具有更高的水合能力,PN已被用于产生高粘度值的水凝胶或PN填充剂,用于细胞外基质重建,恢复皮肤体积;
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PN是一系列长核苷酸,其核酸酶的降解将需要更多时间,意味着PN对皮肤的刺激作用会更久;
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PN中存在“脚手架样”结构,呈六边形,为细胞和基质提供支架。
如下图所示:
以下分别是3D电子显微镜下的PDRN与PN,可以看到两者明显的区别—PN中存在“脚手架样”结构,并且多数都呈六边形。(在各个地方都可以看到六角形比如钻石、石墨、雪花、蜂窝的空间排列也是六角形,力量平衡,实现最有效的配置,活组织中的六角形也是细胞内部的张力与细胞周围环境之间的平衡)
所以值得思考的是,正是因为这种结构,因此具有DNA片段优化技术的PN注入可能会增强ECM中的基质支架,使成纤维细胞附着并恢复功能。
讲完基础知识,下一期分享PDRN/PN的临床应用与实践
以上图片来自BING和参考文献
参考文献:
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