《Cosmetics》：The Genus Astragalus Species as an Emerging Source of Bioactive Phytochemicals: A Review of Dermatological and Cosmetic Applications
Saba Shahrivari-Baviloliaei,
Ilkay Erdogan Orhan,
Alina Plenis and
Agnieszka Viapiana
编辑推荐：
这篇综述系统梳理了黄芪属（Astragalus L.）植物在皮肤病学和化妆品应用中的巨大潜力。文章重点揭示了该属植物（特别是膜荚黄芪A. membranaceus）富含的多种生物活性成分，如皂苷（如黄芪甲苷IV）、黄酮类化合物（如毛蕊异黄酮、芒柄花素）和多糖（APS），并详细阐述了这些成分在皮肤抗衰、光保护、皮肤亮白、特应性皮炎、脱发、伤口愈合及抗菌等方面的分子机制与功效。综述不仅总结了现有研究成果，也指出了当前研究（多基于体外和动物模型）的局限性，并展望了未来通过标准化提取、先进递送系统（如脂质体、水凝胶）和严格临床试验，将该属植物更有效、更安全地转化为创新化妆品成分的发展方向。
引言：从传统草药到现代药妆的桥梁
黄芪属（Astragalus L.）是豆科中分布最广的属之一，拥有超过3000个物种。其中，膜荚黄芪（A. membranaceus，又名蒙古黄芪A. mongholicus）在传统医学中应用历史悠久，近年来其提取物在皮肤病治疗和化妆品领域展现出巨大潜力。这篇综述旨在系统阐述黄芪属植物作为生物活性成分新兴来源的价值，特别是在皮肤健康和美容方面的应用。
丰富的化学宝库：功效成分解析
黄芪属植物的健康益处源于其丰富的次级代谢产物，主要包括皂苷、黄酮类化合物和多糖。
皂苷是主要的活性成分，属于环阿尔廷型四环三萜类，其中黄芪甲苷I、II、IV及异黄芪甲苷I、II占总皂苷含量的80%以上。特别是黄芪甲苷IV，它不仅是评估原料质量的生物标志物，还具有抗氧化、抗炎、抗衰老和促进胶原蛋白生成的特性，广泛应用于化妆品中。
黄酮类化合物是化妆品中的重要活性成分。在黄芪属中已鉴定出约50种黄酮，包括异黄酮（如毛蕊异黄酮、芒柄花素）、黄酮醇（如山柰酚、槲皮素的糖苷形式）等。它们因其舒缓、抗氧化、抗炎和光保护特性而被用于护肤品。例如，毛蕊异黄酮和芒柄花素是治疗皮肤炎症的潜在药剂，槲皮素则能保护皮肤免受紫外线伤害、增强皮肤屏障功能。
黄芪多糖（APS）主要由葡萄糖、果糖、阿拉伯糖和甘露糖构成。APS具有保湿、抗氧化、抗炎和抗衰老的功效，其机制包括清除自由基、减轻氧化应激、调节端粒酶活性等。
此外，研究还在地中海物种刺黄芪（A. armatus）中发现了强效的酚酸（如迷迭香酸和绿原酸），进一步拓展了该属作为天然抗氧化剂来源的化学多样性。
多效的皮肤护理与治疗潜力
4.1. 皮肤抗衰活性
维持最佳皮肤水合和胶原蛋白水平对皮肤健康至关重要。研究表明，含有膜荚黄芪和积雪草皂苷的配方（无论是局部使用、口服还是联合使用）能显著改善健康成年人的皮肤亮度、水分、弹性、胶原蛋白含量，并减少黑色素和毛孔数量。
在分子机制上，黄芪成分通过多靶点发挥作用。黄芪甲苷能保护人皮肤成纤维细胞免受UVA诱导的光老化，其机制涉及下调基质金属蛋白酶（如MMP-1），同时上调金属蛋白酶组织抑制剂-1（TIMP-1）和转化生长因子-β1（TGF-β1）的表达，从而维持皮肤细胞外基质的结构完整性。某些黄芪叶提取物也能高效抑制MMP-1和MMP-9。
黄芪多糖则通过激活Nrf2-Keap1信号通路，减少活性氧（ROS）和炎症因子（如IL-6， MCP-1），发挥保护和修复作用。网络药理学分析进一步指出，毛蕊异黄酮、芒柄花素和黄芪甲苷IV等成分能强烈调节MAPK、PI3K-Akt和TNF等与细胞应激、炎症及细胞周期调控相关的核心通路。
4.2. 皮肤亮白活性
皮肤亮白是化妆品市场的重要需求。膜荚黄芪提取物能有效抑制B16F10黑色素瘤细胞中的黑色素合成，且无细胞毒性。其作用机制主要是通过激活细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路，进而下调小眼畸形相关转录因子（MITF）和酪氨酸酶（TYR）——黑色素生成的关键限速酶。
其中，异黄酮成分毛蕊异黄酮被确定为抑制黑色素生物合成的关键化合物。它通过下调PKA/CREB和p38 MAPK信号通路，抑制MITF的表达，从而在体内外模型中均显示出显著的皮肤亮白效果。
从结构-活性关系看，黄芪中独特的环阿尔廷型三萜苷类是强效的TYR抑制剂。例如，黄芪甲苷IV及其他环阿尔廷衍生物对酪氨酸酶的单酚酶活性有显著抑制作用。有趣的是，黄芪甲苷IV在正常人表皮黑素细胞中却能通过激活芳香烃受体（AhR）及后续的AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路来促进黑色素合成，这显示了其在治疗色素脱失性疾病（如白癜风）方面的潜力。
发酵等现代加工技术可以显著增强黄芪提取物的亮白功效，提高毛蕊异黄酮、芒柄花素等苷元的浓度。不同溶剂提取和植物部位（地上部分、叶、花、茎、根）的提取物均显示出TYR抑制活性，其主要活性成分包括金丝桃苷、芹菜素、p-香豆酸和阿魏酸等。
4.3. 光保护活性
紫外线辐射对皮肤有害，而黄芪属植物因其富含多酚和类黄酮，表现出良好的光保护潜力。例如，戈姆氏黄芪（A. gombiformis）的氢乙醇提取物显示出优异的紫外线吸收能力，其防晒系数（SPF）高达37.78，这可能归因于其中含有的迷迭香酸。
膜荚黄芪根提取物能通过抑制核因子κB（NF-κB）的活性，下调UVB辐射诱导的MMP-1表达，从而保护真皮成纤维细胞，防止胶原蛋白降解。黄芪多糖（APS）也能通过减少ROS积累和防止线粒体膜电位丢失，缓解UVA对HaCaT细胞的光损伤。
黄酮成分芒柄花素能激活Nrf2/HO-1信号通路，上调超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）等内源性抗氧化酶，同时抑制NF-κB和MAPK/JNK通路，减少一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）等促炎介质的产生，从而在抗氧化和抗炎两方面保护皮肤。
4.4. 特应性皮炎
特应性皮炎是一种常见的慢性炎症性皮肤病。黄芪成分对其显示出良好的治疗潜力。毛蕊异黄酮具有抗炎活性，能促进免疫抑制性调节性T细胞的分化，抑制辅助性T细胞分化，其机制涉及AhR-STAT5信号通路，对管理特应性皮炎有潜在价值。
另一异黄酮芒柄花素则通过上调A20（TNFAIP3）的表达来减轻特应性皮炎，A20是NF-κB信号通路的关键负调控因子。膜荚黄芪的乙醇提取物在动物模型中也显示出能通过抑制NF-κB激活来减轻炎症。
4.5. 脱发
脱发是常见的皮肤病理性脱发。研究显示，黄芪甲苷IV可以通过抑制细胞凋亡相关信号通路（如caspases、NF-κB、Bax、p53、Fas/Fas配体），上调抗凋亡蛋白（Bcl-2和Bcl-xL），并调节与退行期相关的角质形成细胞终末分化标记物（如KGF、p21、TNF-α、IL-1β）的表达，从而对治疗脱发、休止期脱发等毛发疾病具有潜力。
此外，紫云英（A. sinicus）提取物能减轻二氢睾酮对人毛囊真皮乳头细胞的损伤，通过增强AKT/ERK通路的磷酸化和激活Wnt信号通路，促进伤口愈合和碱性磷酸酶表达，显示出治疗脱发的潜力。
4.6. 伤口愈合
植物在传统医学中常用于伤口愈合。膜荚黄芪根的沸水提取物能促进大鼠伤口的基础细胞增殖和血管生成，显著缩短愈合过程。黄芪甲苷IV能促进糖尿病小鼠的伤口修复和新生血管形成，其作用可能与诱导伤口组织中交替活化的巨噬细胞、上调细胞外基质沉积有关。
此外，从胶黄芪（A. gummifer）中提取的西黄蓍胶制成的5%凝胶，在大鼠全层皮肤缺损模型中显示出优异的促愈合能力，约90%的伤口在一周内闭合，表明其作为一种有效、安全、易得且生物相容性好的伤口敷料成分的潜力。
4.7. 抗菌活性
化妆品中微生物污染是一个风险，植物提取物的抗菌活性具有价值。多项研究评估了不同黄芪物种提取物的抗菌效果。例如，高黄芪（A. elatus）乙醇提取物对多种测试微生物（如肺炎克雷伯菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌）显示出浓度依赖的抗菌活性。裸萼黄芪（A. gymnolobus）的甲醇提取物对化脓性链球菌和某些金黄色葡萄球菌菌株有抑制作用。其他如短翼黄芪（A. brachypterus）、裸瓣黄芪（A. gymnalopecias）等物种的提取物也显示出特定的抗菌活性，主要针对化脓性链球菌。匹里兴黄芪（A. pelecinus）和外弯黄芪（A. exscapus）的提取物对金黄色葡萄球菌（包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA）、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌具有抗菌作用。这些发现表明，某些黄芪物种有潜力作为化妆品中的天然抗菌成分或防腐辅助剂。
安全性、制剂挑战与未来展望
需要注意的是，部分黄芪物种含有毒性成分，如脂肪族硝基化合物、苦马豆素或硒，对放牧动物有毒，但用于化妆品的主要物种（如膜荚黄芪）经过安全性评估。临床前毒性研究表明，黄芪甲苷IV在高剂量下可能具有胎儿和母体毒性，但在常规使用剂量下是安全的。一些初步的临床试验也显示了其正面效果。
目前，膜荚黄芪根提取物已被国际化妆品原料命名（INCI）收录，在化妆品中用作皮肤调理剂、润肤剂和抗氧化剂，通常添加量为0.1-5%。然而，其大分子多糖和亲脂性皂苷的皮肤递送是一大挑战。先进的递送系统，如多糖杂交水凝胶微针、脂质体（如黄芪多糖脂质体APSLs）、纳米复合物和3D打印水凝胶支架，被开发用于提高生物活性成分的稳定性、生物利用度和靶向递送。例如，氧化黄芪多糖（OAPS）与其它材料形成的光交联水凝胶能有效调节伤口免疫微环境，促进血管生成和上皮再生。
未来研究需要超越对膜荚黄芪的集中关注，对近3000个物种进行高通量筛选；开展大规模、双盲、安慰剂对照的人体临床试验，使用标准化提取物和非侵入性生物工程方法进行评估；开发智能递送系统以提高生物利用度；探索黄芪通过肠-皮肤轴对皮肤的全身性益处；并研究生物技术生产方法（如毛状根培养）以实现可持续和标准化供应。此外，针对该属植物在黑色素生成中看似矛盾的效应（异黄酮抑制 vs. 皂苷促进），未来的产品开发应走向生物活性引导的标准化，针对特定皮肤问题（如亮白或白癜风治疗）富集相应的活性成分，从而精准释放黄芪属植物的全部皮肤病学潜力。
