皮膚細胞培養技術可模擬人體內的生理環境，研究細胞與細胞之間的反應，細胞與間質之間的反應等，具有快速、經濟的特點，既可用來毒性分析，也可進行功效評價，是保證化妝品安全、有效的必要手段，為皮膚生理學等提供了技術基礎。
一、人永生化角質細胞（Human immortalized keratinocytes，HaCaT 細胞）
角質形成細胞（KC）的體外培養技術已經十分成熟，其生長較快、細胞存活率較高，但也易老化且傳代次數較少，所以在化妝品功效評價中通常會使用HaCaT細胞（即非腫瘤來源的永生化人正常皮膚的KC株，與KC分化特性相似，具有易于培養、傳代次數多的優點）。
1、HaCaT細胞應用于保濕功效評價
HaCaT細胞可合成透明質酸（Hyaluronic acid，HA）、水通道蛋白（Aquaporin，AQP）、緊密連接蛋白（Tightjunction protein，TJP）以及絲聚蛋白（Filaggrin，FLG）等與皮膚保濕相關的生物分子。因此，可以通過檢測化妝品原料對HaCaT細胞中AQP、claudin-1（claudin-1是TJP中形成表皮細胞旁屏障的主要跨膜蛋白）和FLG等保濕相關蛋白含量的影響來反映其保濕能力，對保濕化妝品進行功效評價。
不過現在進行保濕功效測試一般會通過人體試驗的方法，這樣更直觀一些，HaCaT細胞測試可用于研究原料的保濕機理。
2、HaCaT細胞應用于抗氧化功效評價
活性氧（ROS）過量會對DNA和蛋白質產生氧化損傷；丙二醛（MDA）是生物體內自由基作用于脂質發生過氧化反應的終產物。因此，通過檢測其中HaCaT細胞內ROS和MDA的含量變化可反映出細胞內氧化應激的水平， 評價化妝品原料的抗氧化能力。
超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPX）可用于用于清除或降低氧自由基造成的損傷。因此，通過檢測SOD、CAT和GSHPX的活力，可反映化妝品原料對HaCaT細胞內自由基的清除能力的影響，以此來評價化妝品原料的抗氧化能力。
例如，王茵等人通過測量小鼠肝臟組織的抗氧化酶系統活性（SOD，GSHPX，AOC（總抗氧化能力），MDA，NO（一氧化氮））來研究蝦青素的抗氧化效果。最終結果顯示蝦青素可提高小鼠肝臟和血液中的SOD，GSHPX，AOC等活性指標，降低MDA和NO的濃度，即蝦青素具有抗氧化能力。
二、小鼠B-16黑色素瘤細胞（簡稱B-16細胞）
黑素細胞（Melanocyte，MC）是皮膚內的一種特殊細胞，它位于表皮的基底層，細胞內的黑素小體（Melanosomes）能合成黑色素（Melanin），并轉移到周圍的角質形成細胞中，為皮膚提供顏色。但是黑素細胞的增殖比較緩慢，所以常用B-16細胞代替黑素細胞進行細胞實驗。（B-16細胞在基本結構與黑色素合成功能方面與人黑素細胞基本相同，且增殖能力更強，能夠多次傳代，適合用于實驗研究）。
B-16細胞可應用于美白功效評價，例如馬佳等研究了壬二酸對人表皮黑素細胞和鼠黑素瘤B16細胞黑素合成的影響。與空白對照組比較 0.1 mmol//L壬二酸即顯示抑制人表皮黑素細胞的酪氨酸酶活性和黑素的合成，同等濃度的壬二酸對鼠黑素瘤B16細胞的酪氨酸酶活性和黑素合成也有抑制作用。
三、人皮膚成纖維細胞（Human skin fibroblast，HSF）
HSF是皮膚真皮層中最主要的細胞，對于維持皮膚的彈性和張力具有重要的作用。HSF具有很強的蛋白質合成能力，可以合成并分泌大量彈性蛋白、膠原蛋白、糖胺多糖和糖蛋白等基質成分，進而生成彈性纖維、膠原纖維和網狀纖維，分泌多種細胞修復因子，使得皮膚具有強大的更新與自我修復能力。
人皮膚成纖維細胞可應用于抗衰老功效評價，例如鄭雯等研究了白藜蘆醇對UVB照射的人皮膚成纖維細胞基質金屬蛋白酶（MMP-1）水平及細胞凋亡的影響，即白藜蘆醇對紫外線照射皮膚的光保護作用。結果表明白藜蘆醇能通過抑制UVB照射所造成的人皮膚成纖維細胞MMP-1水平增長，使皮膚真皮組織膠原蛋白的分解減少，從而延緩紫外線照射對皮膚造成的損傷和老化進程。
四、人角質形成細胞（HKC）
人角質形成細胞系一種能合成角質蛋白的上皮細胞。此類細胞為表皮的主體，由表皮深層始逐漸增殖、分化，并不斷向表層移行，其間可分成幾個層次，表皮最深層為基底層，向上依次為棘層、顆粒層、角質層，角質蛋白亦依生長層次逐漸合成。
人角質形成細胞是表皮中最重要的細胞之一，它可以反映表皮的健康狀態，所以也有大量的研究人員將它應用于化妝品原料的研究與應用，例如王剛等通過實驗證實阿魏酸是通過影響HKC下游炎癥因子如TNF-α和IL-8分泌，從而參與調節免疫反應的信號傳導機制，達到對HKC的保護作用。
參考資料：
[1] 郭立群. 化妝品功效評價(Ⅶ)-細胞生物學在化妝品功效評價中的應用. 日用化學工業. 2018.
[2] 馬宇晨. 用于化妝品功效評價的皮膚細胞類型、特點及應用概況. 日用化學工業. 2021.
[3] 關英杰. 皮膚細胞培養技術在化妝品功效研究中的應用. 日用化學工業. 2002.
[4] 王茵. 天然蝦青素的抗疲勞及抗氧化作用研究. 西南大學學報（自然科學版）. 2015.
[5] 馬佳. 壬二酸對人黑素細胞和鼠黑素瘤B16細胞黑素合成功能的影響. 安徽醫科大學學報. 2006.
[6] 鄭雯. 白藜蘆醇對UVB照射的人皮膚成纖維細胞MMP-1水平及細胞凋亡的影響. 中國皮膚性病學雜志. 2012
[7] 王剛. 阿魏酸對人角質形成細胞的保護作用. 醫藥導報. 2011.
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