Kojic Acid   中文名称: 曲酸

The primary molecular target of Kojic acid is tyrosinase, a copper-containing enzyme that catalyzes the rate-limiting step in melanin biosynthesis: the hydroxylation of tyrosine to DOPA and the subsequent oxidation of DOPA to DOPAquinone. Kojic acid acts as a competitive inhibitor by chelating the copper ions at the enzyme's active site, thereby blocking the catalytic activity of tyrosinase. The IC50 value for mushroom tyrosinase is approximately 30.6 μM. In addition to tyrosinase, Kojic acid also inhibits other copper-dependent enzymes, such as xanthine oxidase and certain amino acid oxidases. It has been shown to inhibit NF-κB activity and downregulate UVR-induced NF-κB expression in human keratinocytes.

体外研究表明，曲酸能以剂量依赖的方式有效抑制酪氨酸酶活性。其对蘑菇酪氨酸酶的IC50值约为30.6 μM。在50 μg/mL的浓度下，曲酸可使某些细胞系的细胞生长减少62%（IC50为34 μg/mL），或减少79%（IC50为27.84 μg/mL）。此外，曲酸还具有抗钩端螺旋体作用，其最低抑菌浓度（MIC）为1-10 μg/mL。在人角质形成细胞转染体中，曲酸可抑制细胞NF-κB活性，并下调紫外线（UVR）诱导的NF-κB表达激活。其抗氧化活性归因于其清除自由基和螯合金属离子的能力。

体内研究已评估了曲酸在动物模型中的美白和抗炎作用。当局部应用于豚鼠或小鼠皮肤时，曲酸能以剂量依赖的方式减少黑色素沉着，这与其酪氨酸酶抑制活性相符。口服曲酸已被证明在氧化应激和炎症的啮齿动物模型中具有抗氧化和抗炎作用。曲酸能够渗透皮肤并到达表皮基底层的黑素细胞，这支持了其作为局部脱色剂的有效性。然而，通过与渗透促进剂或其衍生物配制，可以提高该化合物的稳定性和皮肤渗透性。

利用纯化的蘑菇酪氨酸酶，可以在无细胞体系中评估曲酸的非细胞酶抑制活性。典型的实验方案是：将酪氨酸酶与L-多巴或L-酪氨酸作为底物在磷酸盐缓冲液中孵育，并加入不同浓度的曲酸。通过分光光度法监测反应进程，测量475 nm处吸光度的增加，该增加对应于多巴色素的生成。通过绘制初始反应速率与抑制剂浓度的关系图来计算IC50值。该实验可以直接测量曲酸抑制酪氨酸酶活性的能力，而不会受到细胞干扰。使用黄嘌呤氧化酶的实验可以评估曲酸对其他铜依赖性酶的抑制作用。

曲酸的细胞活性测定通常采用黑素细胞系，例如B16小鼠黑色素瘤细胞或人黑素细胞，来评估其对黑色素合成的影响。典型的实验方案是将细胞培养于合适的培养基中，并用不同浓度的曲酸（0至200 μM）处理48-72小时。黑色素含量通过氢氧化钠溶液溶解细胞并在405 nm处测定吸光度来测定。细胞活力通过MTT法进行评估，以区分黑色素抑制和细胞毒性。酪氨酸酶活性的抑制也可以通过测定细胞裂解液中的细胞内酪氨酸酶活性来确认。这些实验表明曲酸能剂量依赖性地降低黑色素的生成。

曲酸的体内动物实验通常包括将曲酸局部涂抹于豚鼠、小鼠或其他有色素动物模型的皮肤上。在标准实验方案中，将曲酸配制成合适的乳膏或凝胶，并每天一到两次涂抹于已脱毛的特定皮肤区域，持续数周。通过目测评估色素沉着情况，并使用色度计测量皮肤颜色（L*值）随时间的变化。可采集皮肤活检样本进行组织学分析，以评估黑色素含量和黑色素细胞密度。在紫外线诱导的色素沉着过度模型中，动物在接受曲酸治疗前先暴露于紫外线辐射以诱导黑色素生成，然后评估该化合物逆转色素沉着的能力。

代谢/代谢物
曲酸的结构表明其代谢途径相对简单，类似于膳食己糖。曲酸经胃肠道吸收后进入血液，其代谢过程可能与己糖类似。(A3073)
曲酸的药代动力学特性包括口服和经皮吸收。局部应用时，曲酸可穿透角质层到达表皮基底层（黑素细胞所在层）。其全身吸收有限，因此适合局部应用，全身副作用极小。口服后，曲酸经胃肠道吸收并分布至各种组织。它主要在肝脏代谢，并通过肾脏排泄。该化合物分子量小（142.11 g/mol）且具有亲水性，有利于其吸收和分布。其半衰期和生物利用度使其可用于化妆品配方中，以达到美白肌肤的目的。

毒性概述
曲酸是动植物多酚氧化酶（酪氨酸酶）、黄嘌呤氧化酶以及D-和某些L-氨基酸氧化酶的竞争性可逆抑制剂。酪氨酸酶的抑制可预防黑变病，而氧化酶的抑制则可阻止某些氨基酸的代谢。曲酸还能通过抑制碘的吸收来可逆性地影响甲状腺功能，导致甲状腺激素T3和T4水平降低，促甲状腺激素（TSH）水平升高。垂体分泌的TSH增加反过来又会刺激甲状腺增生。(A3073, A3074) 相互作用 曲酸（5-羟基-2-羟甲基-γ-吡喃酮）是一种广泛应用于食品工业的细菌代谢产物。在可见光和分子氧存在的情况下，曲酸可导致小牛胸腺DNA断裂。过渡金属离子Fe(III)、Fe(II)和Cu(II)的存在显著增强了这种降解作用。在Fe(III)存在下，DNA断裂似乎没有特定的断裂位点或序列。曲酸催化过渡金属的还原，其中Cu(II)在DNA降解中起着关键作用。曲酸在金属离子存在下还能将氧还原为超氧阴离子并生成羟基自由基。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、碘化物、甘露醇、甲酸盐和叠氮化钠对DNA断裂的抑制作用证实了这些活性氧参与了该反应。……以暴露于慢性模拟紫外线(UV)照射的无毛小鼠为模型动物，评估了曲酸的抗皱活性。经过20周的暴露期，在紫外线照射前局部涂抹曲酸可显著预防：(1)皱纹，(2)表皮增生，(3)皮下纤维化，以及(4)真皮上层细胞外基质成分的增加。这些结果表明，曲酸是一种预防慢性光损伤引起的皮肤皱纹的典型药物。本研究探讨了曲酸和黄曲霉毒素对雄性肉鸡（Peterson x Hubbard）的单独及联合作用。本实验采用2×2析因设计，日粮处理组分别为0和2500 mg/kg曲酸，0和2.5 mg/kg黄曲霉毒素。肉鸡在1日龄时购入，饲养于电加热鸡舍中，自由采食饮水，直至3周龄。曲酸中毒的特征是体重、法氏囊相对重量、血清胆固醇浓度和血清碱性磷酸酶活性显著降低（P<0.05），以及胰腺、腺胃和肌胃的相对重量、血清尿酸和甘油三酯浓度显著升高（P<0.05）。黄曲霉毒素中毒的特征是体重、血清总蛋白、白蛋白、胆固醇和无机磷浓度、血清天冬氨酸氨基转移酶活性、平均红细胞体积、平均红细胞血红蛋白含量和平均红细胞血红蛋白浓度显著降低（P<0.05）。单独黄曲霉毒素可显著（P<0.05）增加肝脏、肾脏、脾脏、胰腺、腺胃和心脏的相对重量以及血清丙酮酸转氨酶活性。曲酸与黄曲霉毒素之间唯一显著的相互作用（P<0.05）表现为拮抗作用，即平均红细胞血红蛋白含量（MCH）和浓度的增加。这些数据表明，在本研究使用的浓度下，曲酸并非黄曲霉毒素的协同剂。
由于曲酸广泛用于化妆品和食品，其毒理学特性已被广泛研究。通常认为，浓度在1-2%以下的曲酸外用是安全的（GRAS）。常见副作用包括轻微的皮肤刺激、发红以及敏感人群的接触性皮炎。在高浓度下，曲酸可能引起致敏和过敏反应。口服毒性研究表明，曲酸的急性毒性较低，在典型暴露水平下未观察到明显的遗传毒性或致癌作用。然而，长期高浓度使用曲酸应进行监测，以预防潜在的不良反应。对本品过敏者禁用。

曲酸是一种吡喃酮类化合物，其结构包含一个4H-吡喃环，分别在5位、2位和4位被羟基、羟甲基和羰基取代。它已从米曲霉中分离得到。曲酸具有多种生物活性，包括NF-κB抑制、米曲霉代谢产物、皮肤美白剂、儿茶酚氧化酶抑制剂（EC 1.10.3.1）、漆酶抑制剂（EC 1.10.3.2）、槲皮素2,3-双加氧酶抑制剂（EC 1.13.11.24）、酪氨酸酶抑制剂（EC 1.14.18.1）和D-氨基酸氧化酶抑制剂（EC 1.4.3.3）。它是一种烯醇，属于伯醇，属于4-吡喃酮类化合物。它是4H-吡喃氢化物衍生物。据报道，曲酸存在于黑腐菌（Phaeosphaeria fuckelii）、黄曲霉（Aspergillus flavus）以及其他一些具有相关数据的生物体中。曲酸是食品添加剂生产中的一种合成中间体。研究表明，曲酸具有抗肿瘤活性（A7859）。曲酸的作用机制已得到充分阐明；它已被证实可作为植物和动物体内多酚氧化酶、黄嘌呤氧化酶以及D-和某些L-氨基酸氧化酶的竞争性可逆抑制剂。本研究探讨了在转染了曲酸（一种酪氨酸酶抑制剂，可抑制黑素细胞中黑色素的生物合成）的人HaCaT和SCC-13细胞中NF-κB的激活情况。该研究使用了两种转染了pNF-κB-SEAP-NPT质粒的角质形成细胞系来检测NF-κB的激活。转染细胞在NF-κB激活后会释放分泌型碱性磷酸酶（SEAP）作为转录报告基因，并且含有新霉素磷酸转移酶（NPT）基因，后者是遗传性霉素抗性的关键选择标记。NF-κB的激活通过SEAP报告基因的荧光检测方法进行测定。曲酸抑制了两种人角质形成细胞转染模型中的NF-κB活性。它还下调了转染HaCaT细胞中紫外线辐射诱导的NF-κB表达激活。此外，曲酸在转染HaCaT细胞中的抑制活性强于已知的抗氧化剂，例如维生素C和N-乙酰-L-半胱氨酸。这些结果表明，曲酸是人角质形成细胞中NF-κB激活的潜在抑制剂，并提示NF-κB激活可能参与曲酸诱导的抗黑色素生成作用。

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治疗用途
脱色剂/美白剂/
黄褐斑是一种慢性复发性疾病。由于缺乏有效的治疗方法，且人们普遍认为它仅仅是美容问题，黄褐斑一直以来都存在诊断不足和治疗不足的情况。氢醌、皮质类固醇、甘草提取物和曲酸都曾被用作黄褐斑的单一疗法。然而，目前黄褐斑的标准治疗方法是联合疗法。迄今为止，最有效的治疗方法是三联疗法，包含4%的氢醌、0.05%的维A酸和0.01%的氟轻松……
……联合疗法，包括频繁使用浅层和中层化学剥脱术，对于肤色较深和黑变病患者来说，似乎特别有效且耐受性良好。炎症后色素沉着过度是炎症性皮肤病后色素过度沉积的结果。外用维A酸、氢醌、壬二酸、曲酸和果酸换肤的疗效各不相同……
面部和颈部色素沉着在中年女性中很常见，与内源性因素（激素）和外源性因素（例如使用化妆品和香水以及日晒）有关。黄褐斑（也称为妊娠斑）是面部色素沉着最常见的原因，但还有许多其他类型，例如里尔氏黑变病、西瓦特氏异色症、布罗克氏色素性脂肪周围红斑、面部和颈部毛囊性红斑黑变病、妊娠线和美容性色素沉着过度。黄褐斑和其他面部色素沉着的治疗一直具有挑战性且令人沮丧……人们尝试过各种脱色剂，但效果不一。局部涂抹2%至4%的氢醌，或与0.05%至0.1%的维A酸联合使用，是一种成熟的治疗方法。局部涂抹15%至20%的壬二酸，其疗效与氢醌相当，但刺激性更小。维A酸对治疗光老化皮肤的色素沉着尤为有效。曲酸单独使用或与果酸或氢醌联合使用，由于其对酪氨酸酶的抑制作用，均显示出良好的疗效。化学剥脱术可用于治疗黄褐斑：三氯乙酸、杰斯纳溶液、乌纳糊剂、α-羟基酸制剂、曲酸和水杨酸，单独使用或以各种组合使用，均显示出良好的疗效。相比之下，激光疗法尚未取得完全令人满意的效果，因为它们可能诱发色素沉着，且容易复发。未来，新的激光疗法有望成功去除面部色素沉着。如需了解曲酸（共7种）治疗用途的更完整数据，请访问HSDB记录页面。
曲酸是一种天然存在的真菌代谢产物，在化妆品行业有着悠久的应用历史，被用作美白和抗衰老剂。它也被用作食品添加剂以防止褐变，并作为抗氧化剂应用于各种产品中。除了抑制酪氨酸酶活性外，该化合物还具有多种生物活性，包括抗菌、抗炎和抗氧化特性。曲酸衍生物正被研究用于潜在的抗肿瘤和抗衰老作用。曲酸有多种制剂，包括乳霜、乳液和精华液，通常与其他脱色剂（如熊果苷或氢醌）联合使用以增强疗效。世界各地的监管机构已批准其在特定浓度下用于化妆品中。

C6H6O4

142.1094

142.026

501-30-4

3840

Prismatic needles from acetone, ethanol+ether or methanol+ethyl acetate
Crystals
Prisms, needles from acetone

1.5±0.1 g/cm3

401.7±45.0 °C at 760 mmHg

152-155 °C(lit.)

179.9±22.2 °C

0.0±2.1 mmHg at 25°C

1.607

-0.64

70.67

2

4

1

10

214

0

O1C([H])=C(C(C([H])=C1C([H])([H])O[H])=O)O[H]

BEJNERDRQOWKJM-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C6H6O4/c7-2-4-1-5(8)6(9)3-10-4/h1,3,7,9H,2H2

5-hydroxy-2-(hydroxymethyl)pyran-4-one

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

DMSO : ≥ 100 mg/mL (~703.68 mM)
H2O : ~50 mg/mL (~351.84 mM)

配方 1 中的溶解度: 5 mg/mL (35.18 mM) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 悬浮液；超声助溶。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 50.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (17.59 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (17.59 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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配方 4 中的溶解度: 14.29 mg/mL (100.56 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶 (<60°C).

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。