日本株式會(huì)社エル?エスコーポレーション最近獲得了麥角硫因（成分名稱：Aminothionein®）的專利，用于改善與衰老相關(guān)的持續(xù)注意力下降。該公司對(duì)從金頂側(cè)耳（一種蘑菇）中提取的麥角硫因進(jìn)行反復(fù)研究，迄今為止，已經(jīng)獲得“食品添加劑和食品抗氧化劑”、“抗抑郁藥”、“使用麥角硫因診斷和治療克羅恩病”等專利。
麥角硫因，聽(tīng)起來(lái)可能相對(duì)陌生，但它確是護(hù)膚界的高潛成分，合成生物學(xué)的熱門原料。Market Watch數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2028年，麥角硫因的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.719億美元，在 2022-2028年預(yù)測(cè)期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為36.2%。近幾年，麥角硫因的知名度越來(lái)越高，有研究人員建議根據(jù)其特征，將其歸類為“壓力維生素（Stress Vitamin）”，加州大學(xué)伯克利分校生物化學(xué)和分子生物學(xué)名譽(yù)教授Bruce Ames將其稱為“長(zhǎng)壽維生素（longevity vitamins）”。
麥角硫因（Ergothioneine，EGT）是一種天然存在的氨基酸，1909年，法國(guó)藥劑師Charles Tanret首次從麥角真菌中分離，并以此菌命名，麥角硫因主要存在于放線菌（如分枝桿菌）和非酵母類真菌中（其中包括擔(dān)子菌門和子囊菌門），人體組織和器官比如紅細(xì)胞、骨髓、肝臟、腎臟和眼睛中也含有麥角硫因，但是人體不能自身合成，只能通過(guò)飲食獲得，蘑菇是主要膳食來(lái)源。
1911年，Barger 和 Ewins 確定了麥角硫因的結(jié)構(gòu)。它是同時(shí)具有硫醇和硫酮形式的互變異構(gòu)體，并且硫酮互變異構(gòu)體在生理pH下占主導(dǎo)地位，這使得麥角硫因具有異常強(qiáng)大的抗氧化性。臨床數(shù)據(jù)顯示，麥角硫因清除自由基的能力是谷胱甘肽的14倍，輔酶Q10的30倍。
麥角硫因兩種互變異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式
麥角硫因的抗氧化作用主要通過(guò)以下幾種機(jī)制體現(xiàn)：1）可以阻止OH等自由基的形成，直接清除次氯酸和過(guò)氧亞硝酸鹽等活性氧（ROS）；2）有效鰲合多種二價(jià)金屬陽(yáng)離子；3）可以與體內(nèi)其他天然抗氧化防御系統(tǒng)相互作用，例如激活涉及MAPKs的細(xì)胞內(nèi)抗氧化途徑以及調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶和抗氧化酶的水平；4）抑制各種血紅蛋白的氧化作用。
與其他抗氧化劑相比，麥角硫因有以下特點(diǎn)：1）是一種適應(yīng)性抗氧化劑，它會(huì)優(yōu)先在暴露于氧化應(yīng)激和損傷的細(xì)胞和組織中積累，人體內(nèi)的有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OCTN1（現(xiàn)被稱為SLC22A4，一種具有551個(gè)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，具有三個(gè)糖基化位點(diǎn)），可以將麥角硫因轉(zhuǎn)運(yùn)至所需的部位；2）人體內(nèi)具有麥角硫因的再生循環(huán)通路，麥角硫因與谷胱甘肽結(jié)合能夠使其再生，從而可以循環(huán)和單線態(tài)氧發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到更全面持久的抗氧化效果；3）麥角硫因在體內(nèi)排泄很慢，因此麥角硫因可以高度保留在人和其他動(dòng)物的身體組織和紅細(xì)胞中，充分發(fā)揮其作用；4）麥角硫因主要以硫酮的形式存在，具有理想的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性。
氧化應(yīng)激是神經(jīng)退行性疾病的主要原因之一。例如β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積引起的氧化應(yīng)激在阿爾茲海默癥的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。研究表明，麥角硫因可以保護(hù)大腦健康和改善認(rèn)知功能，它可以穿透血腦屏障進(jìn)入大腦發(fā)揮作用。
麥角硫因?qū)ι窠?jīng)性退行性疾病的潛在作用機(jī)制是多方面的：1）麥角硫因可以直接抑制細(xì)菌和Aβ在海馬區(qū)的積累和神經(jīng)元細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化；2）可以影響其他抗氧化劑，例如維持 GSH/GSSG 比值和超氧化物歧化酶活性，并恢復(fù)大腦中乙酰膽堿酯酶的活性；3）可以防止過(guò)氧亞硝酸鹽的形成，它以劑量依賴性方式保護(hù)或減少神經(jīng)元細(xì)胞免受 Aβ 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和順鉑誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷；4）可以直接降低ROS水平，抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄通路，也可以阻止促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而抑制腦內(nèi)神經(jīng)炎癥；5）可以保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞免受高血糖誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性。
2020年開(kāi)始，日本市場(chǎng)開(kāi)始推出含有麥角硫因的機(jī)能性標(biāo)示食品，主打改善老年人記憶功能，改源制藥株式會(huì)社推出的麥角硫因補(bǔ)充劑，是一款針對(duì)中高年老年人記憶衰退的產(chǎn)品。
由于特殊的抗氧化能力，麥角硫因已經(jīng)成為護(hù)膚界的高潛抗衰成分。美麗修行《2022年度潛力功效成分榜單》，麥角硫因位列潛力功效成分第九名，此外美修大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)各大抗衰成分在抗衰護(hù)膚品中的備案增速，麥角硫因以64.2%的增速位列第八名。
麥角硫因的護(hù)膚主要體現(xiàn)在抗衰上，其作用機(jī)制主要有以下5點(diǎn)：1）抗光老化，主要是抗紫外線（UV），抑制UV引起的過(guò)氧化反應(yīng)、炎癥因子/β-Gel、MMPs表達(dá)；2）抗氧化，防止氧化損傷，修復(fù)DNA損傷，抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生，并使細(xì)胞活力增加；3）抗糖化，減少AGEs的生成；4）預(yù)防線粒體膜電位及tDNA損傷；5）預(yù)防端粒損傷，激活端粒酶活性、降低端粒縮短率。
此外，麥角硫因在護(hù)眼、改善心血管健康和肌肉修復(fù)方面也有一定的作用。
當(dāng)麥角硫因遇見(jiàn)合成生物學(xué)
麥角硫因因其稀缺性，價(jià)格非常昂貴，2014年，其一公斤的成本接近100萬(wàn)美元，即使工藝進(jìn)步，麥角硫因的價(jià)格依舊很高。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，美國(guó)原料公司Barnet的麥角硫因使用化學(xué)合成路線，受到成本的影響，其市場(chǎng)價(jià)格折算成純粉約為7000元/g，是黃金的20倍。
麥角硫因有三種獲取途徑，菌菇提取、化學(xué)合成和合成生物學(xué)，菌菇提取由于含量太低，成本太高已被舍棄，化學(xué)合成法容易存在手性異構(gòu)體雜質(zhì)和溶劑殘留，成本高的同時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，目前主要通過(guò)合成生物學(xué)發(fā)酵制備麥角硫因。
企業(yè)、高校和研究所都紛紛開(kāi)始研究如何通過(guò)合成生物學(xué)高效制備麥角硫因，在提高純度的同時(shí)提高產(chǎn)率，降低成本。利用天然可食用蕈菌或者工程菌對(duì)食品級(jí)原料進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)麥角硫因，符合食品應(yīng)用的安全要求，日本研究表明，使用工程微生物進(jìn)行發(fā)酵可能會(huì)使麥角硫因的生產(chǎn)成本降低99%。
Blue California是第一個(gè)通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)L-麥角硫因的公司，于2015年推出了ErgoActive成分，作為化學(xué)合成和蘑菇提取麥角硫因的替代品。
去年在回復(fù)投資者提問(wèn)時(shí)，華熙生物表示，公司采用不同的底盤細(xì)胞、不同的技術(shù)路線生產(chǎn)不同純度的麥角硫因，用合成生物學(xué)生產(chǎn)的麥角硫因在發(fā)酵收率方面有量級(jí)的突破，從原本幾百毫克每升突破到幾克每升。目前華熙生物推出的Bioyouth™-EGT Pure 超純麥角硫因，純度大于99%，據(jù)悉是采用猴頭菇和松蕈的菌絲體聯(lián)合發(fā)酵制備而成。
2021 年，中科欣揚(yáng)通過(guò)對(duì)細(xì)胞硫元素循環(huán)進(jìn)行優(yōu)化，成功構(gòu)建麥角硫因細(xì)胞工廠，將全球麥角硫因最高單位產(chǎn)量提升 4 倍，純度大于99%。
深圳瑞德林實(shí)現(xiàn)了麥角硫因高通量生產(chǎn)，且價(jià)格低于市場(chǎng)價(jià)30%。
中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員呂龍帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)基于真菌合成麥角硫因的原理，通過(guò)高通量酶定向進(jìn)化技術(shù)，對(duì)麥角硫因生物合成途徑的兩個(gè)關(guān)鍵酶EGT1與EGT2進(jìn)行了高效、定向的優(yōu)化，據(jù)稱可以達(dá)到80%以上的收率與99.9%以上的純度，而且價(jià)格僅為市場(chǎng)價(jià)的1/3。
2014年，麥角硫因被我國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局列入《已使用化妝品原料目錄》之中，因其獨(dú)特的抗氧化作用，是高端護(hù)膚品牌倩碧、雅詩(shī)蘭黛、海藍(lán)之謎、悅木之源的寵兒。目前在我國(guó)，麥角硫因還不能合規(guī)應(yīng)用于食品中。
2017年7月，歐盟(EU)2017/1281批準(zhǔn)L-麥角硫因?yàn)樾率称放淞希梢詰?yīng)用于膳食補(bǔ)充劑中，一般人群每天30毫克，3歲以上兒童每天20毫克，不能應(yīng)用于孕婦和哺乳期婦女中。同年10月，歐洲食品安全局（EFSA）通過(guò)了《關(guān)于左旋麥角硫因安全性的科學(xué)意見(jiàn)》。
2018年，(EU)2018/462擴(kuò)大了L-麥角硫因的使用范圍，除了膳食補(bǔ)充劑，還可以應(yīng)用在飲料、谷物棒等普通食品中。
2019年8月，麥角硫因通過(guò)了美國(guó)FDA的GRAS認(rèn)證，可以應(yīng)用于普通食品中。
隨著合生生物學(xué)的飛速發(fā)展，麥角硫因的成本將會(huì)不斷降低，當(dāng)麥角硫因迎來(lái)“平價(jià)”，法規(guī)“限制”被突破，未來(lái)，麥角硫因或許會(huì)和透明質(zhì)酸鈉一樣，成分妝食同源的熱門成分。
新食品原料申報(bào)要完成成分分析、衛(wèi)生學(xué)、毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估意見(jiàn)等報(bào)告，歷經(jīng)企業(yè)答辯、專家評(píng)審、補(bǔ)正資料甚至現(xiàn)場(chǎng)核查以及公開(kāi)征求意見(jiàn)等程序，申報(bào)材料要求和審核程序非常嚴(yán)格和復(fù)雜，成功與否與申報(bào)資料標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的準(zhǔn)備密切相關(guān)，應(yīng)在申報(bào)之前進(jìn)行預(yù)評(píng)估，以避免出現(xiàn)多次延期審查以及不予行政許可的情況。在國(guó)家衛(wèi)健委公布的新食品原料及實(shí)質(zhì)等同名單中，北京中健天行醫(yī)藥有多款產(chǎn)品獲批，有豐富的成功申報(bào)經(jīng)驗(yàn)，會(huì)對(duì)申報(bào)的新食品原料進(jìn)行全面評(píng)估及分析，提供經(jīng)濟(jì)、可行、保障的申報(bào)方案，歡迎申報(bào)企業(yè)來(lái)電與我們交流！
