ごあいさつ
コーセーコスメトロジー研究財団の 31 冊目の研究報告書をお届けします。
本財団は、1990 年に株式会社コーセーの創業者小林孝三郎により設立され、コスメトロジー（化粧品科学）の確立と発展をめざして研究助成活動を展開してまいりました。今日まで本財団がこの活動を滞りなく継続できましたことは、多くの関係者の皆様のご理解とご協力によるものと心より感謝申し上げます。
コスメトロジーは、医学、生命科学、化学、心理学、社会学など幅広い学問領域を基盤に成り立っており、これら様々な専門分野の研究者が一堂に集って化粧品分野の研究テーマに取り組むことで体系づけられてきたといえます。
これまでに本財団が助成した研究テーマも、化粧品の新素材や物性評価など工学的なテーマから、皮膚の健康や美容ための皮膚科学、化粧品の安全性、さらには化粧心理や化粧文化といった化粧行為を対象にしたものなど多岐にわたります。
今回の研究報告書は、2017 年度から 2021 年度に助成を受けられた研究者 33
名の最新の研究報告を収載しております。また、昨年秋の第 33 回表彰・贈呈式
でコーセーコスメトロジー奨励賞を受賞された木原章雄北海道大学大学院薬学研究院教授の受賞講演録を掲載しています。
皆様には、この研究報告書 COSMETOLOGY 誌をご高覧いただきまして、コ
スメトロジーの更なる発展に向けてご活用いただければ幸いです。
引き続き、本財団はコスメトロジー分野の独創的で発展性ある研究テーマを積極的に支援してまいります。
今後とも皆様の温かいご理解とご協力をお願い申し上げます。

2023 年 9 月
公益財団法人 コーセーコスメトロジー研究財団
理事長

小林

一俊

目

次

■ごあいさつ■コーセーコスメトロジー奨励賞受賞記念講演
・アシル CoA 合成酵素 ACSVL4/FATP4 による皮膚バリア形成機構･････････････････････････････････ 3
北海道大学大学院薬学研究院

木原章雄■特別寄稿論文
・･2023 年度国際交流助成報告 化粧品による副作用としての肝障害をきたす可能性に関する
ロンドン大学 Massimo Pinzani 教授との意見交換････････････････････････････････････････････････ 9
東日本国際大学客員教授 岡﨑 勲
■コスメトロジー研究助成報告
Ⅰ．素材、物性に関する分野
・･刺激応答性 DNA ナノ構造体の構築････････････････････････････････････････････････････････････ 16将
岐阜大学工学部 池田・･ソフトな界面分子膜を足場とした機能性ゲル薄膜構築手法の開発･････････････････････････････････ 21
お茶の水女子大学基幹研究院自然科学系 伊村 くらら
・･紫外線応答型リポソームの膜融合性を用いた送達システムの開発･････････････････････････････････ 27
奈良工業高等専門学校物質化学工学科 宇田 亮子
・･製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製･････････････････ 32
広島大学大学院先進理工系科学研究科 大山 陽介
・･装着感のない皮膚貼付型ナノ透明薄膜の創製と芳香・消臭能の精密制御･･･････････････････････････ 43
東海大学工学部応用化学科／マイクロ・ナノ研究開発センター 岡村 陽介
・･多孔性金属錯体による化粧品成分の経皮 DDS 製剤の開発････････････････････････････････････････ 48
大阪医科薬科大学薬学部 門田 和紀
・･多くの水分子を保持した機能性親水コロイドの開発･････････････････････････････････････････････ 53
悟
昭和薬科大学 唐澤・･天然物由来高分子を利用した新規サンスクリーンカプセルの創出･････････････････････････････････ 60
大阪公立大学大学院工学研究科物質化学生命系専攻応用化学分野 北山 雄己哉
・･メラニン系構造色を基盤とする化粧品開発に向けた技術基盤構築･････････････････････････････････ 64
千葉大学大学院工学研究院 桑折 道済・･多孔性高分子粒子を用いた自発的乳化技術の開発･･･････････････････････････････････････････････ 68
山口大学大学院創成科学研究科 通阪 栄一
・･毛根への薬物直接送達を可能とするナノ結晶ハイドロゲルの開発･････････････････････････････････ 73
近畿大学薬学部製剤学研究室 長井 紀章
・･開閉制御可能なナノシャッター構造を有する高分子微粒子担体の開発･････････････････････････････ 78
遥香
信州大学繊維学部 湊
Ⅱ．生体作用、安全性に関する分野
・･皮膚細胞間バリアの破壊に関わる光センサーの解明と予防薬の開発･･･････････････････････････････ 84
岐阜薬科大学薬学部 五十里 彰− II −

・･ポリエチレングリコール（PEG）含有化粧品によって誘導された抗 PEG 抗体による
COVID-19-mRNA ワクチン投与時のアナフィラキシー反応誘導現象の検証････････････････････････ 90
徳島大学大学院医歯薬学研究部 石田 竜弘・･皮膚 - 免疫増幅サイクルの遮断によるアレルギー性皮膚炎の病態制御･････････････････････････････ 95
愛媛大学大学院医学系研究科感染防御学講座 大森 深雪
・･病原体由来および自己由来二本鎖 RNA がインターフェロン非依存的にコラーゲン産生を抑制する機構の解明････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 100
大阪大学大学院薬学研究科分子生物学分野 櫻井 文教
・･グリコサミノグリカンが脈管形成機構に及ぼす影響の解明･･････････････････････････････････････ 103
大阪大学大学院歯学研究科顎口腔機能再建学講座（歯科理工学教室） 佐々木 淳一・･紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明････････････････････････ 110
名古屋市立大学医学研究科免疫学分野 志馬 寛明
・･皮膚老化・美容に関わる生体内ヒアルロン酸代謝機構の解明････････････････････････････････････ 115
東京慈恵会医科大学病理学講座 下田 将之
・･ヒアルロン酸とデスモソームタンパクとの新規結合が皮膚機能に及ぼす影響の解明････････････････ 119
大阪公立大学医学研究科病態生理学 高杉 征樹
・･脂肪細胞移植治療応用に資する脂肪細胞多様性の単一細胞解析とエピジェネティクス制御を介した脂肪細胞機能調整法の開発････････････････････････････････････････････････････････････ 123
千葉大学大学院医学研究院分子病態解析学 田中 知明
・･新規変異評価システムを用いた長波長の紫外線（UVA）による突然変異誘発機構の解明･････････････ 128
広島大学大学院統合生命科学研究科 津田 雅貴・･天然由来物質による claudin-1 を介した高分子送達の科学的基盤研究･････････････････････････････ 134
筑波大学生命環境系 南雲 陽子
・･日本人における接触皮膚炎とバリア機能に関与する遺伝子変異の解析および
3 D スキンモデルを用いた接触皮膚炎の最適な治療法の探索･････････････････････････････････････ 140
良太
新潟大学医歯学総合病院皮膚科 林・･加齢に伴い皮膚での産生量が減少する新規皮膚ステロイドの機能解明････････････････････････････ 143
昭和大学医学部生化学講座 原口 省吾
・･コラーゲン合成に必須なビタミン C 輸送メカニズムの解明･･････････････････････････････････････ 149
岡山大学学術研究院医歯薬学域 日浅 未来
Ⅲ．精神、文化に関する分野
・･他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発･･･････････････････････････････････････････････････････ 156
兵庫県立尼崎総合医療センター耳鼻咽喉科・頭頸部外科 石川 正昭
・･リアルワールドパラダイムと脳機能イメージングによる顔印象認知の神経基盤の検討･･････････････ 161
東北大学大学院教育学研究科 伊藤 文人
・･瞳孔振動と心拍変動を用いた香りが自律神経に及ぼす影響･･････････････････････････････････････ 166
国際医療福祉大学保健医療学部視機能療法学科 鎌田 泰彰
・･顔魅力の知覚に服および行動の知覚が与える影響の検討････････････････････････････････････････ 172
新潟大学人文学部 新美 亮輔
・･視覚障害者自らによる「化粧」が視覚障害者の Quality of Life に与える多面的な影響に関する研究････ 177
日本福祉大学社会福祉学部 横山 由香里
・･顔面神経麻痺に対する重症度診断 AI ソフトを用いたより効果的なメイクアップ法の開発･･･････････ 182
国立病院機構東京医療センター臨床研究センター
聴覚平衡覚研究部聴覚障害研究室／東海大学医学部耳鼻咽喉科・頭頸部外科 和佐野 浩一郎− III −

■コスメトロジー研究助成を受けて・･････････････････････････････････････････････････････････････････ 188■学術集会支援助成、国際交流助成・･････････････････････････････････････････････････････････････････ 207
■付

録

事業報告書

････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 217

2022 年度

研究助成を受けられた方々 ････････････････････････････････････････････････････････････ 219

役員一覧･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 222− IV −

第 33 回表彰・贈呈式

コーセーコスメトロジー奨励賞受賞講演（パレスホテル東京・2022年11月30日）

アシル CoA 合成酵素 ACSVL4/FATP4による皮膚バリア形成機構
北海道大学大学院薬学研究院

木原章雄

きはら・あきお1993 年京都大学理学研究科博士課程修了、2007 年北海道大学大学院薬学研究院 生体機能化学研究室准教授、2008 年北海道大学大学院薬学研究院 生化学研究室教授、2021 年北海道大学大学院薬学研究院 研究院長
（薬学部長）
・専門分野：セラミド研究、アトピー性皮膚炎やドライアイに対する治療薬の開発
・学 術 賞 ：日本生化学会奨励賞（2005 年）、北海道大学研究総長賞奨励賞（2014 年）
、セラミド研究会 JSCAward（2015 年）、
2018 年第 29 回コスメトロジー研究助成受賞

このような大変光栄な賞をいただき、コーセーコスメト
ロジー研究財団の関係者の皆様方に厚くお礼申し上げます。

このセラミドに関して 20 年来研究してまいりました。私の専門は脂質生化学になります。

私は 2018 年に研究助成を賜り、そのときの研究課題が皮膚には透過性のバリア（③）が存在していて外からの「アシル CoA 合成酵素 ACSVL4（別名が FATP4）による皮病原体やアレルゲンなどの物質の侵入を阻止するととも

膚バリア形成機構」です（①②）
。この課題による研究内容に、体内からの水分の損失を防止するという非常に重要なを 2020 年に学術論文として『Proc. Natl. Acad. Sci. USA』

役割があります。そのため、このバリアの異常は様々な皮に公表しています。今回、この話を簡単にさせていただき

膚疾患を引き起こしますが、たとえば感染症、アトピー性

ますが、キーワードとなるのは皮膚バリアとアシルセラミ

皮膚炎、乾皮症、そして先天的にバリアの形成が不全とな

ドになります。セラミドは化粧品に多く含まれていること

る病気に魚鱗癬があります（④）。皮膚の表皮には 4 層からから皆さんもご存じと思いますが、脂質の一種です。私はなる層が存在し、その一番外側にあるのが角質層です。こ

①

③

②

④

−3−

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023の角質層が皮膚バリア形成には最も重要であり、特に細胞脂肪酸のオメガ水酸化に関わる CYP4F22、エステル結の間に充填された脂質の多層構造体、脂質ラメラが重要で合 形 成 に 関 わ る PNPLA1 と ADHD5、 そ し て 本 課 題 のす。セラミドはこの脂質ラメラの主要な構成成分の一つでFATP4 です。

す。セラミドは長鎖塩基と脂肪酸がアミド結合した比較的

FATP4 は脂肪酸を活性化してその後のアミド結合を可簡単な構造をしていますが、実はヒトの表皮には 23 クラ

能にする、つまり脂肪酸に CoA 付加する反応に関わる遺ス 1,500 を超える分子種が存在していることを私たちは報伝子です。脂肪酸というのは脂質の構成要素となる前に告しています。その中でもアシルセラミドといわれる特殊

一旦 CoA（補酵素 A）が付加することによって活性化されなセラミドがこの皮膚バリア形成では最も重要です（⑤）
。

なければなりません。この反応を触媒する酵素をアシル

このアシルセラミドは脂肪酸の部分が非常に長いという特CoA 合成酵素、略して ACS といいます（⑧⑨⑩）
。

徴があって、炭素数が 30 ～ 36 という生体で最も長い脂肪アシルセラミド合成では、オメガ位が水酸化された極長酸部分をもっています（⑥）
。さらにそのオメガ末端は水酸

鎖脂肪酸部分が CoA 付加を受ける必要があり、私たちは化されて、リノール酸が付加した構造であり、その特殊な構造が脂質ラメラの形成と維持に重要です。

⑦

私たちはこれまでに様々なセラミド関連遺伝子の同定と解析を行ってきました。まず、2000 年代には 3 位のケト基を導入する KDSR という遺伝子を同定しました（⑦）
。
これはセラミド合成の第 2 段階を触媒する酵素の遺伝子です。その後、6 つあるセラミド合成酵素のうちの 3 番（CERS3）と 6 番（CERS6）の同定を行いました。2010 年以
降はアシルセラミドに着目して、その当時わかっていなかったアシルセラミドの生合成の詳細についてほぼ明らかにすることができました。この過程で多くの遺伝子の同定に成功しましたが、たとえば脂肪酸伸長に関わる ELOVL1、
⑤

⑧

⑥

⑨

−4−

コーセーコスメトロジー奨励賞受賞講演 「アシル CoA 合成酵素 ACSVL4/FATP4 による皮膚バリア形成機構」

その酵素の探索を行いました。

癬未熟児症候群の原因遺伝子が FATP4 であったことからヒトには ACS が 26 種類存在します。ACS のファミリー

着目したわけです。

のメンバーは基質特異性に従っていくつかのサブファミリ

FATP4 がアシルセラミド合成に関わることを証明する

ーに分類されますが、今回のこの FATP4（ACSVL4）は極ために私たちは、Fatp4 のノックアウトマウスを CRISPR-

長鎖脂肪酸に特異的なサブファミリーに属するものです。

Cas9 を用いて作成しました（⑫）
。生まれてきたマウスは

私たちは FATP4 のみがアシルセラミド合成に関与する新生致死であり、これは他のアシルセラミド合成に関わることを明らかにしたわけですが、なぜ FATP4 に着目した

遺伝子のノックアウトマウスと同様でした。

かといいますと、それまでの研究からアシルセラミドの合

このノックアウトマウスの皮膚バリア機能を調べた結果、成に関わる遺伝子の変異はいずれも魚鱗癬を引き起こすこ

経皮水分蒸散量が野生型マウスに比べて非常に高い値でしとが明らかとなっており（⑪）
、目的の ACS もきっと魚鱗た。また、トルイジンブルー染色というのは青い色素にマ癬の原因遺伝子の中に含まれるだろうと考え、実際、魚鱗

ウスを浸けるのですが、普段、皮膚バリアが正常であると⑩

青い色素に染まりませんが、このノックアウトマウスは濃く染まりました（⑬）。これらのことから Fatp4 ノックアウ
トマウスが重篤な皮膚バリア異常を示すことがわかりました。
このスライドでは形態観察としてヘマトキシリン／エオ
ジン染色を行っています。この部分が野生型マウスの角質層です。ノックアウトマウスでは角質層の層の数が多くなるという過角化が見られ、脂質ラメラの形成もうまくできておらず、魚鱗癬のような表現型が見られました（⑭）。
このスライドでは表皮の脂質の分析をしています。順相の薄層クロマトグラフィーでの解析と LC-MS/MS のいずれの解析においてもアシルセラミド量が野生型マウスに比

⑪

⑬

⑫

⑭

−5−

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

べて 10 分の 1 程度にまで減っているということで、確かに必要なリノール酸を供給するという役割が想定され、そに FATP4 がアシルセラミド合成に関わるということがわの異常が魚鱗癬未熟児症候群の魚鱗癬症状につながってい

かりました
（⑮）。

ると考えられてきました。しかし、FATP4 のアシル CoA

このスライドでは酵素学的な解析を行っています。膜

合成活性は証明されているものの、脂肪酸トランスポータ

画分に対して今回想定される基質であるオメガ位が水酸ーとしての機能はいまだ証明されていません。実際、私た化された C30：0 という非常に長い脂肪酸を加えて ACS

ちがノックアウトマウスの表皮を解析しても脂肪酸量が少活性を測定しました。コントロールの膜画分に比べて、ないことは認められなかったので、この説は正しくないとFATP4 が過剰発現した膜画分は高い活性を示したことかいう結論に達しました。むしろ、今回見られた Fatp4 ノッら、FATP4 が確かに ACS として機能することがわかりま

クアウトマウスの表現型はアシルセラミド合成に関与する

した
（⑯）。

遺伝子のノックアウトマウスとほとんど一緒であり、活性データは以上になります。FATP4 の名前の由来は Fatty
acid transporter であり、脂肪酸を輸送するトランスポー

としても ACS として働くことが証明できたということです（⑰）
。

ターとして、角化細胞に脂肪酸、特にアシルセラミド合成⑮

最後に、「今回助成を受けられた方に一言」と言われまし
たので、ここに記載しました。世の中には信頼性の低い論文があふれ返っています。そのような論文のデータに振り回されずに、正しい結果を見極める能力を身につけることが大事です。自身の信頼性の高い研究結果を信じ、既存の定説にとらわれない独自の考えや説を導き出し、科学の進歩に貢献してください（⑱）。それからこの助成には、このような奨励賞という研究者にとって励みになる賞がありますので、ぜひ皆さんもこの賞を獲得するようにそれぞれの課題の研究を邁進していっていただきたいと思います。
ご清聴ありがとうございました。
⑰

⑯

⑱

−6−

2023 年度 国際交流助成報告

化粧品による副作用として肝障害をきたす可能性に関する
ロンドン大学 Massimo Pinzani 教授との意見交換
東日本国際大学客員教授

岡﨑勲

Massimo Pinzani, M. D., Ph. D., FRCP has been investigating the mechanism of signal transduction that results inthe formation of liver fibrosis. Since Okazaki invited Professor Massimo Pinzani as a guest speaker in the International
Conference on New Strategies for the Treatment of Liver Cirrhosis at the Tokyo International Forum in June of 2001, hekindly gave us update topic lectures every time when he visited Japan. This time we have discussed whether cosmetic agents
may cause liver injury. In 2016 Japanese Government started the strict report system on the side effect of cosmetics. We
debated the cause including allergic reaction, T cell dysregulation and others, and finally we agreed the possibility of druginduced liver injury by cosmetics and the necessity of diagnostic tests for the proper treatment.

１．概が見られた報告がなされている 4）。Pinzani 教授は、こう要した免疫異常の基盤として肥満による炎症を伴う脂肪肝なMassimo Pinzani 教授（Sheila Sherlock Chair of Hepa-

どの Matrisome の変化基盤が化粧品などの皮膚障害をき

tology, University of College London, Institute of Liver &たす要因としての肝障害の可能性を指摘し、体全体で反応

Digestive Health, Royal Free Hospital）は、本国際交流申が起こることを未然に察知し、予防する検査法の発展が重請責任者岡﨑が 2001 年 6 月に“International Conference

要であることを指摘した。
今回の講演は、令和 5 年 4 月 22 日 ㈯ 午後 4 時よりパレ

on New Strategies for the Treatment of Liver Cirrhosis”
を東京国際フォーラムとパレスホテルで開催した際にお招きし、体内炎症起炎化学物質の「シグナル伝達」をご講演戴いた。当時は世界の数人しか研究していない分野で

スホテル東京で行われた。

２．化粧品による肝障害はあるのか

イタリア、フィレンツエ大学から招聘した。同教授はそ岡﨑は 2006 年より 2019 年の 13 年間、東京赤坂の山王の後 EU の改革で英国ロンドンの Sheila Sherlock Chair of病院（国際医療福祉大学関連病院）消化器内科（主として肝Hepatology の教授となり、岡﨑が東海大学医学部教授を臓疾患）で勤務し、記憶に残る化粧品による肝障害の患者

定年退職し、国際医療福祉大学山王病院に移った後も 3 回様は拝見しなかった。また同大学病院（那須塩原市）におい

ご講演くださり、最近は東海大学医学部先端医療科学教授て、皮膚科外来医師から皮膚疾患があって、その治療薬で稲垣 豊 先生が東海医学会を 2019 年に開催した。今回はTNFα 抗体製剤投与後に中等度肝障害（外来で経過が追え

大阪公立大学客員教授として来日され、コーセーコスメトる）の患者様は何人も拝見したが、化粧品（香水、白粉、塗ロジー研究財団の支援を受け、東日本国際大学、東海医学

薬、服薬など）で皮膚科外来医師から肝機能障害で一人も会および大阪公立大学大学院医学研究科肝胆膵病態学（河依頼されなかった。しかし、テレビで皺をのばす機能を有田 則文 教授）と合同で開催した。

する遺伝子報道や、COVID- 19 virus 関連ワクチンに関す近年の薬剤開発はワクチンも含めて各種病原体やサイトる海外論文などから、機能を有する mRNA から生み出さ

カインなど体内シグナル伝達物質に対する抗体を中心に研れる化粧品がないとは言えず、また独善的に否定すること究が進められている。こうした化学物質は、生体内での化も研究者に失礼であり、敢えて Massimo Pinzani 教授の意

学的活性も強く、時に多くの人では問題が起こらない場合

見をお伺いしたく、財団事務局に同教授講演会開催の支援

でも生命にかかわる異常をきたすことがある。皮膚科領をお願いした。

域であっても、皮膚を介して微量な薬剤でアナフィラキシーを発症すれば肝不全をきたすことも想定しなければなら

３．化粧品による副作用対策ない。最近の mRNA による新規化学物質だけでなく、T

平成 26 年（2014 年）3 月に厚生労働省医薬食品局から出細胞受容体（TCR）が自己タンパク質の抗原を変化させて、された「医薬品・医療機器等安全性情報 No. 311 号」に［１．

胸腺で抗体産生を惹起する Pathogenic effector T 細胞を生医薬部外品および化粧品の副作用報告制度の改正についじ、自己免疫疾患をきたす可能性が指摘されている

1 , 2）。まて］があり、情報の概要の項目には、近年の薬用化粧品にた栄養過多による肥満は mTOR およびそれによる末梢組

よる副作用事例の発生を受けて、健康被害を早期に発見す

織の代謝の過剰負担から免疫細胞に乱れを生じ、時に自己るため、平成 26 年 4 月 1 日より、医薬部外品および化粧3）

免疫疾患をきたす 。COVID- 19 流行による自己免疫疾患品の製造販売業者から行政への副作用報告制度について、−9−コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

個別の副作用症例も報告するよう制度を強化するため、そ物質を一緒に培養してリンパ球増殖が見られるかを検討すの概要を紹介している。記事の１．はじめに薬用化粧品

る従来の方法、最近のヒト肝 organoids を用いて流血中の（医薬部外品）による皮膚障害（白斑）の発生など、販売開始

macrophages による組織障害を直接観察する方法が紹介前に想定されなかった副作用事例が発生していることから、されている 6）。

医薬部外品および化粧品により健康被害が生じた事案を早期に発見し、対策を講じるよう、化粧品などの市販後安全

６．DILI における T 細胞障害からの考察

対策の強化が求められ、企業には安全管理情報の収集義務の対象が追加された。

自己のタンパク質にはT細胞受容体（T cell receptor, TCR）
が反応せず、MHCクラスIIとゆるい結合をし、胸腺髄質細胞
により細胞死する（deletion in the thymus）（図 1）。ところが最４．化粧品による副作用の報告

近 Science 誌に自己のタンパク質が carboxyethylated タン

上記厚生労働省が平成 26 年（2014 年）に対策を取った皮

パク質になり、即ち protein posttranslational modifications

膚障害（白斑）の発生などは当時メデイアでも大きく報道さ（PTMs）を受けて樹状細胞の抗原提示で胸腺皮質細胞によれたが、肝障害があったとの情報はなかった。上記厚生労り pathogenic effector T cells になり、自己免疫が形成され働省が平成 26 年（2014 年）に対策を取って以後の報告につる可能性が報告された 1 , 2）
（図 1 右）。

いて、岡﨑がインターネットで調べてみて、PMDA（独立

さらに最近の Science 誌（2023 年 3 月 31 日号）には、体

行政法人 医薬品医療機器総合機構 2004 年 4 月 1 日設立）

内の脂肪細胞の増加（欧米の極端な肥満を想定しますが）にのデータベースで見当たらなかった。しかし、「平成 22 年

より、細胞内の栄養代謝が活性化され、mTOR のような3 月（令和 4 年 2 月時点修正）重篤副作用疾患別対応マニュ

代謝処理経路が末梢組織に負荷をかけ免疫反応に異常をき

アル

たし自己免疫疾患をきたす 3）（図 2）。

薬剤による接触皮膚炎」と題する報告がある。対象事例で症状の重篤を分類し、補償の格付けをしている。

COVID- 19 感染者で重い症状を呈した患者さんの中に、一般に化粧品による副作用で多いのは接触皮膚炎

cytokines および chemokines に対する自己抗体を来して重（Dermatitis contact）で、上記重篤副作用疾患別対応マニ症化した報告がある。自己抗体は毛細血管細胞、血液凝固

ュアルには、接触皮膚炎（Dermatitis contact）を基本語と因子、血小板、結合組織、細胞外マトリックス構成成分、肺・してその下層語として漆かぶれ、アレルギー性接触皮膚炎

中枢神経・皮膚・消化管・その他の臓器を傷害する。今回から 36 疾患名があげられている。この用語を用いて報告の COVID- 19 感染罹患者への注意が必要である 4）。

をする。その中に、「化粧品による皮膚炎（Dermatitis due
to cosmetics）」、「化粧品過敏症（Cosmetics sensitivity）」、

７．将来への対策「化粧品皮膚炎（Dermatitis cosmetic）」
が見られる。どのよ
うに具体的に区別するのかは記載されていない。

コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成金を受けた
最近 5 年間の報告書を拝見し、以下の論文が見られた。

今回の調査では統計的データは見いだせなかった。海外の①神沼

修 . アトピー患者に対する化粧品の皮膚刺激性・

文献では、平均して成人は 6 - 12 品目の化粧品（日用品を含む保護作用を評価する新規皮膚炎モデルの開発 7）。コーセと思われる）を使用しており、パッチテストで確認してCosmetic

ーコスメトロジー研究財団研究報告、29 巻 93 - 96 頁

Allergy は 10％近く見られたという 。化粧品による健康被害5）②北浦次郎 . 皮膚の偽アレルギーを誘導する分子のスクは香水、保湿剤、毛髪染料 paraphenylenediamine（PPD）

リーニング法開発 8）。コーセーコスメトロジー研究財団

で見られる。特に PPD ではアナフィラキシーをきたし、死研究報告、30 巻 117 - 121 頁に至る。

こうした研究が副作用予防に繫がると考える。

５．DILI（drug-induced liver injury）の観点から考察する6）

８．まとめ
肝 臓 病 学を専 攻してきた医 師として、 今 回の Massimo

2023 年 3 月号の Hepatology に Fontana et al. が米国肝

Pinzani 教授講演会にコーセーコスメトロジー研究財団の支臓学会の薬剤・漢方薬・サプリメント（HDS）による肝障害

援を受けることができ、DILI の範疇に入る可能性がある化に対処する診断・治療・予防の 29 頁に亘るガイドラインを

粧品による副作用について検討し、報告事例が少ないことお公表した。平均的成人の米国人は年当たり HDS の 6 品目をよび将来に備えて研究が成されていることを知り、Massimo

使用し、HDS による肝障害をきたす可能性が指摘されてPinzani 教授のコメントも報告できることにコーセーコスメ

いる。化粧品として直接特記した記載はない。文献検索

トロジー研究財団の支援に深く感謝します。

でも見られなかった。DILI をきたしたと推測された時の診断に関する検査法として、症例のリンパ球と加害想定− 10 −

化粧品による副作用として肝障害を来す可能性に関するロンドン大学 Massimo Pinzani 教授との意見交換

図１

転写後のタンパク質による免疫寛容の破壊（Santambrogio L. Science 379: 1092-1093, 2023）

図２

肥満により変化した免疫状態から自己免疫疾患をきたす可能性（引用文献）

cosmetics. February 2023.

1） Santambrogio L: Autoimmunity to the modified self.

6） Fontana, RJ, Liou I, Reuben A, et al. : AASLD prac-

Protein posttranslational modifications can break toler-

tice guidance on drug, herbal, and dietary supple-

ance to the self-proteome. Science 379: 1092-1093,2023.

ment-induced liver injury. Hepatology 7 7: 1 0 3 6-1 0 6 5,2） Zhai Y, Chen L, Zhu P, et al. : Cysteine carboxyethyl-

2023.

ation generates neoantigens to induce HLA-restricted7） 神沼

修：アトピー患者に対する化粧品の皮膚刺激性・保護作用を評価する新規皮膚炎モデルの開発，コーセー

autoimmunity. Science 379: 1104, 2023.

コスメトロジー財団研究報告 29: 93-96, 2021.

3） Matarese G.: The link between obesity and autoim-

8） 北浦

munity. Science 379: 1298, 2023.
4） Wang E.Y, et al. Diverse functional autoantibodies in

次郎：皮膚の偽アレルギーを誘導する分子のス

クリーニング法開発，コーセーコスメトロジー財団研究報告 30: 117-121, 2022.

patients with COVID-19. Nature 585: 283-288, 2021.
5） DermNet content department: Contact reactions to− 11 −

●
Ⅰ．素材、物性に関する分野
Ⅱ．生体作用、安全性に関する分野
Ⅲ．精神、文化に関する分野
Ⅳ．コスメトロジー研究助成を受けて●刺激応答性 DNA ナノ構造体の構築
岐阜大学工学部

池田将

Nucleic acids have been employed as programmable building blocks in the construction of various DNA nanostructures
through self-assembly, which is based on Watson–Crick base pairing. DNA nanostructures with stimuli-responsive properties
have been used in various applications such as sensors, controlled release and delivery, and actuators. Here, we describe
the design and synthesis of a new reduction-cleavable spacer (RCS) based on a nitrobenzene scaffold for constructing
reduction-responsive oligonucleotides according to standard phosphoramidite chemistry. In addition, we demonstrate that the
introduction of the RCS in the middle of an oligonucleotide (30 nt) enables the construction of a self-assembled microspherecapable of exhibiting a reduction-responsive disassembly. Since the preparation of RCS-based phosphoramidite reagent
for the construction of oligonucleotides containing RCS is straightforward, the RCS could allow for the introduction of the
reduction-responsiveness into various functional oligonucleotides and nucleic acid-based architectures toward therapeuticand diagnostic applications in near future.

１．緒は、DNA ナノ構造体の美容・医療応用につながり、コス言メトロジー分野の進歩・発展に寄与できると期待される。

本研究の目的は、新規な刺激応答性 DNA ナノ構造体の加えて、DNA ナノ構造体は、毒性が低い（生体適合性が高創製である。特定の疾病に関係する生体内環境や外部環境

い）ことが期待され、本研究で開発する刺激応答性 DNAを刺激として応答する機能を DNA ナノ構造体に搭載でき

ナノ構造体はバイオ応用展開するうえで魅力的な素材といれば、バイオナノテクノロジー分野のブレークスルーの一える。

つになる可能性がある。1953 年に生命の遺伝情報を保存

２．方する重要な役割を担う DNA が二重らせん構造であるとい法

う発見以来、着実に精密化された原子・分子レベルの構造

本研究では、低酸素状態依存的なオリゴ DNA（ODN）の知見を基に、世界初の人工的に設計された立方体状 DNA

切断反応を可能にする新たな分子として、ニトロアリール

ナノ構造体が創出されたのは 1991 年とされている 。近基 3）を組み込んだスペーサ型モノマー分子（RCS）を設計し、年では、DNA ナノ構造体に関する研究は、ナノテクノロ

その有機合成手法を確立することから研究を計画した。ニジーの中核分野へと発展し、DNA 鎖の長さ・配列・組み

トロアリール基は、低酸素状態においてアミノ基などに還合わせなどを設計することによって新たな形状の構造体が元されることが知られており、このことを利用することで、創出され続けている。しかしながら、その一方、狙った刺低酸素状態依存的な ODN の切断反応が可能になると期待激に応答する DNA ナノ構造体の構築とそのための化学的

される。

1）

な方法論の開発は、ほぼ未着手のまま残されている。

示すものがあると報告されている。ごく最近では、DNA

2 . 1. 還元反応に応答して切断されるスペーサ型モ
ノマー 分 子 4（Reduction cleavable spacer:
RCS）の有機合成

ナノ構造体が、経皮投与でのドラッグデリバリーにおける

図 2 に示す合成スキームにしたがって化合物 4（RCS）を

2）

キャリアーとしても利用可能であることが示されている 。

合成した。得られた化合物 4 は、1 H, 13 C, 31 P NMR スペク

したがって、DNA ナノ構造体に狙った刺激に対する応答

トル、
およびESI-TOF-HRMSスペクトルにより同定した 4）。

近年、DNA ナノ構造体には、トランスフェクション試
薬を用いる必要がなく、そのまま細胞内に移行する性質を機能の付与が可能になれば、経皮投与でのドラッグデリバ
リーをより精密に達成できる可能性があり（図 1）、ひいて

2 . 2 . RCS を組み込んだ ODN（s1

RCS

）の構築

合成したモノマー分子（化合物 4 , RCS）を用いて、核酸
自動合成装置（HTS H-Series H- 6 G 8 A）によって RCS を組み込んだ ODN（s 1 RCS）を構築した。具体的には、ホスホ
Construction of stimuli-responsive DNA
nanostructures

ロアミダイト法の標準的条件にて、1 µmol スケールで合成を行い、天然型塩基のホスホロアミダイトは 50 mM、合Masato Ikeda

成したホスホロアミダイト化合物４（RCS）は 75 mM にな

Faculty of Engineering, Gifu University

るように乾燥アセトニトリルにそれぞれ溶解した。CPG− 16 −

刺激応答性 DNA ナノ構造体の構築

図１

図２

低酸素状態に関連する還元刺激で構造崩壊する DNA ナノ構造体

還元反応に応答して切断されるスペーサ型モノマー分子 4（Reduction cleavable spacer: RCS）の合成スキーム

樹 脂 は 活 性 に 基 づ き 1 μmol を カ ラ ム に 量り取り、核酸自動合成機に取り付けた。なお、5 ′- 末端の DMTr 基を脱保護せずに合成を終了させた。合成終了後、CPG 樹脂をサ
ンプルストックチューブに移し、28 % アン
モニア水：40 % メチルアミン水溶液 = 1：1（1 . 5 mL）を加え、65 ℃で 20 分静置した。冷蔵庫で 1 時間静置した後、樹脂と上清を分け、上清を減圧濃縮し、1 . 5 mL エッペンチ
ューブに移し、IP-RP-HPLC にて精製した。
分取したサンプルを減圧濃縮した後、80 %酢酸（500 μL）を加え、37 ℃で加熱した。15
分後、3 . 0 M 酢酸ナトリウム（50 μL）および、
イソプロパノール（500 μL）を加え反転撹拌

図３ s1RCS の（A）MALDI-TOF-MS（linear, negative, matrix: 3-HPA）スペク
トルと（B）IP-RP-HPLC チャートし、‒ 80 ℃で 15 分間静置した。その後、15分間遠心（15000 rpm, 4 ℃）した。沈殿物と上清液を分け、できるピーク（m/Z= 9520 . 6）を検出した。また、イオン化沈殿物に 70 % エタノール（1 . 0 mL）を加え、15 分間遠心に用いる UV レーザー光によって切断されたと想定される（15000 rpm, 4 ℃）した。沈殿物と上清液を分け、沈殿物にピーク（m/Z= 3182 . 7）も確認された。

滅菌水（1 . 0 mL）を加え、溶解させ、IP-RP-HPLC にて精製した。溶媒を減圧濃縮した後、1 . 5 mL エッペンチュー

2 . 3 . 球状 DNA 構造体 1RCSの構築と機能評価ブに移した。図 3 に示すように、IP-RP-HPLC の分析に

図 4 に示した設計指針に沿って、また、水溶液中の 3 種より、精製した s 1 RCS が十分な純度であることを確認した。

類のオリゴ DNA 濃度（s 1 RCS, s 2 , s 3）と Mg 2 + 濃度を変化さ

さらに、MALDI-TOF-MS によって同定し、s 1 RCS に帰属

せ、球状 DNA 構造体 1 RCS の構築条件を検討した。具体的− 17 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図４

低酸素状態に関連する還元反応に応答して構造が崩壊する球状 DNA 構造体 1RCS の設計指針には、3 種類のオリゴ DNA 水溶液を混合し、加熱 - 冷却

種類のオリゴ DNA（s 1 RCS, s 2 , s 3）の組み合わせにおいては、

操作（サーマルアニーリング；70 ℃から 10 ℃ , 冷却速度：

DNA 濃度が 10 µM かつ Mg 2 + 濃度が 25 mM において球状

1 ℃/min）を実行した。サーマルアニーリング後、蛍光性構造体が観察された（図 5 A）
。この結果は、RCS がスペー

核酸染色剤（EvaGreen）を添加し、CLSM（confocal laser

サ部位として組み込まれることで、図 4 に設計指針を示す

scanning microscopy）を用いて観察を行った。さらに、得ような球状構造を形成するために必要なネットワーク構造

られた球状 DNA構造体 1 RCS の還元応答機能の評価を行った。

形成の安定性が低下したためであると考えられる。以降の実験では、球状構造体の形成が確認できた条件において評３．結果と考察3 . 1. 球状 DNA 構造体 1RCS価を進めた。

の構築

RCS

観察を行った。その結果得られた画像を図 5 に示す。過3 . 2 . RCS を組み込んだ ODN（s1 ）および球状RCSの還元応答性の評価
DNA 構造体 1

去に報告 5）されている 3 種類のオリゴ DNA（s 1 , s 2 , s 3）の

RCS を組み込んだ ODN（s 1 RCS）の還元反応に応答した

組み合わせからなる球状 DNA 構造体 1 は、DNA 濃度が切断効率を PAGE 分析によって評価した。図 6 A に示す

2 . 5 µM および 10 µM のいずれの条件においても球状構造

ように、水中においてもニトロ基を還元できる還元剤で体が観察された（図 5 B）
。一方で、今回新たに設計した 3ある Na 2 S 2 O 4 を添加すると、低分子量側にシフトしたバ

上記（2 . 3 .）に記載した設計指針と方法に従って CLSM

− 18 −

刺激応答性 DNA ナノ構造体の構築

図5

図6

球状 DNA 構造体 1 および 1RCS の形成を評価した CLSM 画像

s1RCS および球状 DNA 構造体 1RCS の還元応答性を評価した変性 PAGE 分析の結果

ンドが新たに観察された。その移動度は、RCS 部位で切3 . 3 . 球状 DNA 構造体 1 および 1RCSの還元応答性断が進行したと想定される塩基数の ODN（20 nt）と良い一の評価致を示したことから、設計どおり（図 4）に切断反応が進

球状 DNA 構造体 1 および 1 RCS が存在している水溶液

行していることが示唆された。また、Na 2 S 2 O 4 の濃度依に、還元剤である Na 2 S 2 O 4 とそのコントロール実験とな存性（図 6 B）から、切断を十分に進行させるためには、終る Na 2 SO 4、DNA 加水分解酵素である DNase I、ニトロ基濃度として約 30 mM の Na 2 S 2 O 4 が必要であることも明らを還元する能力が不十分と考えられるチオール型の還元剤かになった。さらに、上記（3 . 1 .）の実験によって明らか

GSH を、それぞれ添加した後に CLSM 観察を行った。図を形成している条件において7 A に示すように、球状 DNA 構造体 1 RCS は、Na 2 S 2 O 4 のも、Na 2 S 2 O 4 の効果（終濃度として 28 mM の Na 2 S 2 O 4 を添加後に消失することが明らかになった。一方で、同濃度にした球状 DNA 構造体 1RCS

単独の結果と同様に低分子両の還元力を持たない塩 Na 2 SO 4 や GSH の添加では、球状側に新しいバンドが確認された（図 6 C）
。以下の CLSM 観

構造体の消失は確認されなかった。これに対して、球状

察の還元応答性の評価においても、28 mM になるように

DNA構造体 1 はNa 2 S 2 O 4 の添加後にも消失しなかった（図

Na 2 S 2 O 4 を添加した。

7 B）。また、いずれの球状構造体も DNase I の添加によっ添加）を調べたところ、s 1

RCSて消失した。以上の結果は、球状 DNA 構造体 1 RCS が、設− 19 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図7

球状 DNA 構造体 1 および 1RCS の環境応答性を評価した CLSM 画像

計通りに、RCS の還元反応に応答した切断によって崩壊

メトロジー研究財団に心より感謝申し上げます。

したことを強く支持している。

４．総（引用文献）

括

1） J. Chen, N. C. Seeman, Synthesis from DNA of amolecule with the connectivity of a cube. Nature, 350,

以上のように、低酸素状態に関連した還元反応によって切断反応が進行する ODN（s 1 RCS）の開発と、そのためのモ
ノマー分子（RCS）を独自に設計・開発した。開発したモノ
RCS

631‒633（1991）．
2） C. Wiraja, Y. Zhu, D. C. S. Lio, D. C. Yeo, M. Xie, W.

のFang, Q. Li, M. Zheng, M. V. Steensel, L. Wang, C. Fan,構築が可能であることを実証し、さらに、構築した球状

C. Xu, Framework nucleic acids as programmable

DNA 構造体が還元環境に選択的に応答した崩壊を示すこ

carrier for transdermal drug delivery. Nat. Commun.,とを明らかにした。以上の研究成果は、本研究の分子設計．
10, 1147（2019）

マー分子を組み込んだ ODN から球状 DNA 構造体 1指針の妥当性と高い応用性を支持している。今後、さらな

3） M. Ikeda, M. Kamimura, Y. Hayakawa, A. Shibata,

る研究を進めることで多様な形態とサイズの DNA 構造体

Y. Kitade, Reduction-responsive guanine incorporatedを構築できる可能性がある。今後の研究で構築する新たなinto G-quadruplex-forming DNA. ChemBioChem, 1 7,1304‒1307（2016）．

還元刺激応答性 DNA ナノ構造体の機能を評価し、必要に応じて分子設計（例えば、スペーサの導入や配列の最適化）

4） S. L. Higashi, A. Isogami, J. Takahashi, A. Shibata,にフィードバックすることで各課題を合理的に解決するこK. M. Hirosawa, K. G. N. Suzuki, S. Sawada, S. Tsukiji,

とも可能である。そのような研究を通して、還元刺激応答

K. Matsuura, M. Ikeda, Construction of a reduction-

性 DNA ナノ構造体の経皮投与でのドラッグデリバリー機

responsive DNA microsphere using a reduction-

能を追求できる。今後もそのような研究に力を尽くし、還cleavable spacer based on a nitrobenzene scaffold.

元刺激応答性 DNA ナノ構造体の美容・医療応用を目指し、

Chem. Asian J., 17, e202200142（2022）．

コスメトロジー分野の進歩・発展に寄与したいと考えている。

5） K. Matsuura, K. Masumoto, Y. Igami, T. Fujioka,
N. Kimizuka, In situ observation of spherical dna

謝辞assembly in water and the controlled release of bound

本研究にご支援を頂きました公益財団法人コーセーコス− 20 −

dyes. Biomacromoleculs, 8, 2726‒2732（2007）．

ソフトな界面分子膜を足場とした機能性ゲル薄膜構築手法の開発
お茶の水女子大学基幹研究院自然科学系

伊村

くらら

Low molecular weight gelators (LMWGs) form self-assembled 3D networks via noncovalent forces, such as hydrogenbonding or hydrophobic interactions, and they occur in a sol-gel transition in stimulus-response. As their various functions,they attract much interest in the material fields such as drug delivery, sensing and tissue engineering. Amphiphiliccompounds are also assembled in various shapes such as spherical micelles, rod-shaped micelles, and worm-like micellesin the solutions. Their molecular assembling behavior is useful as LMWGs and studies on the surfactant-based LMWGs
have been intense so far. An amidoamine derivative amphiphile, C18AOH, shows intermolecular hydrogen bonding and acts
as a hydrogelator. C18AOH hydrogel exhibits sol-gel transition upon temperature and pH. It is known that inorganic salts
induced the change in the aggregation of biological matters such as proteins and polymers containing amide groups. The
addition of electrolytes would be expected to affect the self-assembled morphology of amidoamine surfactants due to theweakening of the intermolecular hydrogen bonding between the amide groups. In this study, we aimed to control the gelation
properties of C18AOH and investigated the effect of the addition of electrolytes on the amide moieties. Focused on the
C18AOH air-water interface monolayer, we examined the effect of electrolytes on the two-dimensional molecular orientationof the C18AOH monolayer. The gelation properties were also studied by powder X-ray diffraction and Fourier transform
infrared spectroscopy. It is indicated that intermolecular hydrogen bonding would be affected by the addition of hydrated
cations. It was found that the C18AOH fibril became elongated in the presence of MgCl2. In conclusion, the addition of thecations which promoted the hydration to the C18AOH modulated the intermolecular hydrogen bonding of amide groups,
which is one of the driving forces for gelation and achieved the control of the hydrogel properties.

１．緒

ゾル - ゲル転移を引き起こすなど多様な機能を持つことか

言ら、薬物輸送やセンシング、組織工学などの材料分野にお両親媒性物質が形成する分子集合体は、化粧品や医薬品、ける利用が目されている。低分子ゲルの機能開発において食品といった様々な分野で幅広く活用されている 1）。そのも、他の界面活性剤ゲルと同様、その分子集合状態の制御中でも、ひも状ミセルやリオトロピック液晶、α ゲルといはきわめて重要である。

った粘弾性の高いゲル様の機能を示す分子集合体（界面活

さらに、これら界面活性剤ゲルは分子集合体の内部に多性剤ゲル）には、高分子ゲルには見られない両親媒性分子

様な物質を取り込み包接することで、機能性複合ゲルを構特有の優れた機能の発現が期待される。界面活性剤ゲルの築しうる。コスメトロジー分野における応用に向けては、

多くは、二分子膜平面が多層に積み重なったラメラと呼ばより効率的なヒドロゲルの形成と分子包接が求められる。

れる構造からなる。構造の特定は比較的容易であり、各種

さらには、分子集合すなわちゲル化が可逆的に起こり、この X 線回折装置や偏光顕微鏡観察によっても同定が可能でれらの機能を自在に制御できることが望ましい。界面活性ある。しかし、その熱力学的安定性や結晶多形は多様であ剤の分子集合特性を鑑みれば、単一の分子構造でありながり、これらの因子はゲルの物性へ多大な影響をおよぼしう

らも、分子集積制御を通じてゲル化特性を自在に操ることる。これまでに両親媒性物質によるゲルとして、液晶相やも可能である。本研究では、界面活性剤ゲルのより効果的

α ゲルといった分子運動性の高いものから、低分子ゲルフな応用に向け、分子集合転移と制御の仕組みを気－液界面

ァイバーに分類されるような結晶性の比較的高いものなど

での分子集積に基づいて検証するものである。

多くの報告がなされてきた。近年、水素結合や疎水性相互界面活性剤の分子集合作用は低分子ゲルの構築を考え

作用、π-π 相互作用などの非共有結合を介して自己会合し、る場合においても有用であり、これまでに界面活性剤由

高分子様の網目構造を取る低分子ゲルに注目が集まってい来の低分子ゲル化剤も多く報告されてきた 3）。本来、界面る 2）。これらは、温度や pH といった外部刺激に応答した活性剤の多くは水溶性であり水中ではミセルといった分子集合体を取り得る。ここに、長鎖炭化水素鎖の疎水性相互作用や官能基の分子間水素結合といった会合を強め

Fabrication of functional hydrogels
based on the molecular membrane ofamphiphilic gelator

る因子を付加することで、ゲルファイバーの形成を促す
ことができる。これまでに、C 18 H 37 の炭化水素鎖を持つ
アミドアミン型界面活性剤 N（2 -hydroxy-ethyl）
-3｛
［2 -

Clara Imura（2 -hydroxy-ethylcarbamoyl）-ethyl］- octadecyl-amino｝

Ochanomizu Univesity-propionamide（以下 C 18 AOH、Fig. 1）は、親水部アミド− 21 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

用いて、水面上に形成した。バリアで膜を圧縮しながらWilhelmy プレートを用いて表面圧を測定し、表面圧 - 分
子占有面積等温線（π - A 等温線）から、分子配向状態を検討した。このとき、下層液には 5 種の塩化物（KCl、LiCl、
NaCl、CaCl 2、MgCl 2）をそれぞれ 0 〜 300 mM となるように添加した。いずれの場合も下層液の液性を中性とすることで、C 18 AOH は親水部アミンがプロトン化していない
Fig. 1 アミドアミン型界面活性剤の（a）分子構造ならびに（b）ヒドロゲルの形成

非イオン性の状態にあるとみなした。全ての実験は、20℃から 50 ℃の恒温環境にて実施した。

2 . 3 . C18 AOHヒドロゲルの形成と評価
基の分子間水素結合に基づいてヒドロゲルを形成すること

C 18 AOHヒドロゲルは、最低ゲル化濃度以上の C 18 AOHが報告されている 4）。また、気－液界面においては単分子

熱懸濁液を室温で徐冷して得た。このとき、バイアルチュ膜の形成も示唆されている 5）。C 18 AOH の物性は pH といーブを反転させ、流動性を失っているものをゲル、流動性

った外的因子の影響を受けやすく、温度と pH といった外が残っているものをゾルと判断した。ヒドロゲルには、5部刺激によって可逆的にゾル－ゲル転移をもたらす（Fig.

種の塩化物（KCl、LiCl、NaCl、CaCl 2、MgCl 2）をそれぞ

1）。しかし、マクロなゲル機能に紐づけながら分子集積

れ 0 ～ 200 mM となるように添加した。

構造を緻密に調整するには至っていない。先行研究により、得られたゲルのファイバー形状は偏光顕微鏡（オリンC 18 AOH と類似構造を持つアミドアミン型界面活性剤でパス製 BX 53）を用いて観察した。さらに、C 18 AOH ヒ

は、塩化リチウムの添加によってアミド基の分子間水素結

ドロゲルの分子集積構造は、粉末 X 線回折装置（リガク

合が弱められ、分子集合形態が変化することが報告されて製 Ultima IV）を用いて解析した。ゲル中での C 18 AOH の6）いる 。無機塩の作用による分子集合状態の変化はタンパ

分子間相互作用は、赤外分光光度計（日本分光製 FT/IR-

ク質をはじめとしたアミド基を持つ高分子化合物において4700）を用いて測定した。

も観測されており、無機塩存在下では親水基の水和によっ

3．結て分子間相互作用に影響がおよぶことが指摘されてきた。
そこで本研究では、気－液界面における展開単分子膜の果

3 . 1. 気- 液界面単分子膜の形成と添加無機塩の影響挙動に焦点をあて、界面活性剤ゲルとしての要求を満たす

無機塩存在下における C 18 AOH のゲル形成挙動を検証

べく C 18 AOH ゲルの分子集積の効果的な制御を目指した。

するにあたり、まず C 18 AOH のゲル形成作用における親水基の分子間相互作用へ影響をおよぼす種々の添加物を重要な因子となる親水部官能基の水素結合が、添加無機

組み合わせることで、C 18 AOH 親水部への水和状態変化

塩の影響を受けてどのように変化するかを調べた。これによるゲル形成作用の制御を検討した。まず、分子集合挙には、ヒドロゲル化剤分子の気 - 液界面単分子膜におけ動に影響をおよぼす無機塩の探索と解析を行い、これらにる、二次元的な分子配向の変化から検討を行うこととした。

よってもたらされる界面活性剤ゲルの構造解析を実施した。

C 18 AOH は pH= 6 以上の環境では難水溶性の両親媒性物質であり、中性の水面上に展開単分子膜を形成することが2．実験方法可能である。界面活性剤ゲルに見られるラメラ構造は二分2 . 1. 両 親 媒 性 分 子 N-（2 -hydroxy-ethyl）- 3 ｛［2 -（2 -hydroxy-ethylcarbamoyl）-ethyl］-octadecyl-amino｝-propionamide の合成

子膜の集合体であり、こうした展開単分子膜における分子

本 研 究 で 用 い た ア ミ ド ア ミ ン 型 の 両 親 媒 性 分 子 N-の気－液界面単分子膜における π - A 等温線を検証した。

（2 -hydroxy-ethyl）- 3 -｛［2（2- -hydroxy-ethylcarbamoyl）

C 18 AOH 単分子膜は液体膨張膜を形成していることが示

間相互作用の知見はゲル形成においても有用となる。
ま ず、 下 層 液 に 無 機 塩 を 含 ま な い 系 で の C 18 AOH-ethyl］- octadecyl-amino｝-propionamide（以下、C 18 AOH）
は、

唆された（Fig. 2 a）
。これは分岐してかさ高い親水部を有オクタデシルアミンを原料として合成し、再結晶したもの

する C 18 AOH の分子構造に起因すると考えられた。下を用いた。

層液温度が 20 ℃のとき、この π - A 等温線にはおよそ 38
mN/m 付近で屈曲点が現れたが、圧縮を続けても表面圧

2 . 2 . 気- 液界面単分子膜の形成と評価は低下せず膜の崩壊は起こらなかった。この結果からも、C 18 AOH 気 - 液界面単分子膜は、Biolin Scientific 社製
ラングミュア・ブロジェットトラフ KSV-NIMA small を

C 18 AOH の分子膜は柔軟な性質を有していることがうかがわれる。

− 22 −

ソフトな界面分子膜を足場とした機能性ゲル薄膜構築手法の開発

ると、水面上の C 18 AOH 分子は直立できず傾斜した状態
で並ぶようになると考えられる。すなわち、添加無機塩に含まれるカチオンは、C 18 AOH の分子配向に影響をもたらしうることが明らかになった。このような分子配向変化
は、バルク中でのヒドロゲルの形成においても観測されると予想される。そこで、気－液界面単分子膜に対して、より強く影響をおよぼした CaCl 2、MgCl 2 に着目し、これらを添加した系での C 18 AOH ヒドロゲルの形成能の制御を試みた。

3 . 2 . ヒドロゲル形成能に添加無機塩がおよぼす影響
C 18 AOH ヒドロゲルにおいて、ゲル化に要する最小濃度（最低ゲル化濃度）は 0 . 60 wt% であることが分かっている 4）。これに対し、CaCl 2 および MgCl 2 を 50 mM の濃度となるように添加すると、最低ゲル化濃度はそれぞれ
0 . 85 wt%、0 . 80 wt% まで上昇した。参照系として NaCl を添加した系の最低ゲル化濃度は 0 . 65 wt% であったことを考慮すると、前項の気－液界面単分子膜における挙動と同様に、カチオン種の違いに基づくヒドロゲル形成能への影響が生じていると言える。無機塩添加による最低ゲル化
濃度の上昇はゲル形成作用が阻害されていることを意味
し、この結果は気－液界面単分子膜にて CaCl 2 や MgCl 2 が
C 18 AOH 分子間のパッキングの緩和をもたらしたことと矛盾しない。
添加無機塩が C 18 AOH のゾル－ゲル転移温度におよぼす影響も検討した。無機塩を添加しない場合の転移温度はFig. 2 気-液界面単分子膜における（a）π-A等温線および（b）
表面圧 30 mN/mでのC 18 AOH分子占有面積（20℃、いずれも塩化物濃度を10 mMとした）

pH= 8 条件においておよそ 45 ℃であったものの、50 mMの MgCl 2 を添加した系では 49 ℃まで上昇した。これもまた、無機塩の添加により C 18 AOH の最低ゲル化濃度が上昇した結果と矛盾せず、無機塩が C 18 AOH のゲル形成能

次いで、下層液に無機塩として塩化物を添加し、その π -Aを緩める効果をもたらすことを示唆している。ただし、い等温線を無機塩非添加系と比較した。無機塩を添加した場

ずれの無機塩においても、C 18 AOH のゲル形成作用を打合でも C 18 AOH 単分子膜は液体膨張膜を形成し、塩濃度

ち消すといった作用は示さず、低分子ゲル化剤として要求を増すにつれて膜はさらに膨張することが示された。こされるゲル形成力を十分に保持していることも確認された。

の膜膨張作用は塩化物の種類に依らず観測され、およそ分子レベルでの配向状態の変化をマクロなゲル物性と塩濃度 10 mM 以上で顕著な拡張が見受けられた。Fig. 2 b

して引出し制御するには、分子集積構造に現れる挙動にに、 下 層 液 温 度 が 20 ℃、 表 面 圧 が 30 mN/m の と き の

つ いて も把 握す る 必要 があ る。そ こ で次 に、C 18 AOH

C 18 AOH 単分子膜の分子占有面積を示す。無機塩を添加

ヒドロゲルの分子集積構造に対して、添加無機塩の影響2

していない系での C 18 AOH 分子占有面積 41 . 52 Å に対がどのようにおよんでいるかを検証した。ここではまず、

2

C 18 AOH 分子間に働く相互作用の状態を、フーリエ変換

以上に拡がった。興味深いことに、Fig. 2 b に示すように

型赤外分光法（FT-IR）から調べた。Fig. 3 に、C 18 AOH

この分子占有面積の増大は塩化物に含まれるカチオン種のヒドロゲルの FT-IR スペクトルを、無機塩を含まない系

水和イオン半径におよそ依存し、水和イオン半径が大きいと CaCl 2 および MgCl 2 をそれぞれ添加した系で比較してし、無機塩を 10 mM 添加した場合の分子占有面積は 50 Å

ほど強く現れることが分かった。特に MgCl 2 添加系での示す。界面活性剤の疎水部炭化水素鎖における CH 2 対称

分子占有面積は 55 . 15 Å 2 となり、C 18 AOH 単分子膜中で伸縮振動および逆対称伸縮振動は、それぞれ 2850 cm- 1 付の分子パッキングをより緩める作用を持つことが示された。

近と 2920 cm- 1 付近に現れる。このバンドが高波数側にこの MgCl 2 添加系のように C 18 AOH 分子間の距離を拡が現れるほど炭化水素鎖の運動性が高い状態にあることが− 23 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

分かり、界面活性剤由来のゲルであればおよそ CH 2 逆対-1た。一方で、無機塩を添加した系の FT-IR スペクトルで

称伸縮振動は 2918 cm 付近に現れることが報告されていは、Amide I バンドに僅かながら高波数シフトが見られた。

る。C 18 AOH ヒドロゲルでは、これらのバンドはそれぞ

特に、CaCl 2 および MgCl 2 を添加した系では、吸収ピーク-1-1

れ 2849 cm と 2917 cm に現れ、炭化水素鎖の運動性がよりも高波数側にて吸光度の増加が観測された。これらは、ゲル相の中でもやや低く水和結晶のものに近いことが示唆

C 18 AOH アミド基の分子間水素結合が弱められているこ

された。ここに濃度が 50 mM となるように無機塩を添加とを示唆するものである。添加塩が C 18 AOH ヒドロゲル

しても、これらのバンドの波数は大きく変化しなかった。

におよぼす作用は、主として疎水部炭化水素鎖ではなく親

つまり、C 18 AOH ヒドロゲルの分子集積において、添加

水部アミド基におよんでいることが確かめられた。

無機塩は疎水部炭化水素鎖には影響をおよぼしにくいと言さらに、添加無機塩が C 18 AOH 分子集積にもたらすえる。次いで、親水部官能基相互作用への無機塩の影響を

影響を、粉末 X 線回折法（XRD）による構造解析からも検検討した。C 18 AOH の親水部にはアミド基とヒドロキシ証した。得られたヒドロゲルの XRD パターンには周期的基がそれぞれ２つずつ存在する。特に、アミド基は梯子様な構造を示すピークが現れ、いずれの系もラメラ構造をの分子間水素結合を形成することで、C 18 AOH のゲル化

とることが分かった。Bragg 式から算出したラメラ面間形成において重要な役割を果たしている。そこで、アミド

隔を、それぞれの塩添加系について Table 1 に示す。無基の水素結合状態を Amide I バンドから確認した。C ＝ O

機塩を添加しないヒドロゲルでは 3 . 37 nm であった面間伸縮振動によるこのバンドの吸収波数はアミド基の水素結隔は、CaCl 2 添加系、MgCl 2 添加系ではそれぞれ 3 . 35 nm、合状態に依存し、アミド基の水素結合が弱いほど高波数側

3 . 32 nm まで収縮した。Fig. 4 に、無機塩に含まれるカチに出現する。無機塩を添加していない C 18 AOH ヒドロゲ

オンの水和イオン半径に対する傾向を示す。いずれの塩化-1

ルでは、アミド I バンドは 1638 cm に現れた。この波数物でもラメラ面間隔を狭める作用を示したが、水和イオン

はおおよそ既報 4 , 7）のアミドアミン誘導体型ゲル化剤によ半径が大きいものほど顕著にこの効果が現れることが分かる低分子ゲルで現れた波数とも一致し、C 18 AOH ヒドロった。
最後に、C 18 AOH ヒドロゲル中のファイバー形状に添

ゲルのアミド基は分子間で水素結合を生じていると判断しFig. 3 C18AOH ヒドロゲルの FT-IR スペクトル（a）塩添加無し、（b）CaCl2 添加系、（c）MgCl2 添加系．
（b）および（c）では塩添加系と合わせて塩添加無しの場合のスペクトルを破線で示した．

Table 1C18AOH ヒドロゲルの XRD パターンにおける回折ピークとラメラ面間隔（いずれの塩添加系も C18AOH 濃度 2wt% に対し塩化物濃度を 50mM とした）

添加塩化物

非添加

KCl

NaCl

LiCl

CaCl2

MgCl2

回折ピーク 2θ

2.62°
5.20°
7.79°

2.63°
5.18°
7.77°

2.62°
5.15°
7.74°

2.62°
5.26°
7.75°

2.64°
5.22°
7.84°

2.66°
5.26°
7.79°

面間隔 d/nm

3.38

3.36

3.37

3.37

3.35

3.32

− 24 −

ソフトな界面分子膜を足場とした機能性ゲル薄膜構築手法の開発

Fig. 4 塩化物濃度 50mM における C18AOH
ヒドロゲルのラメラ面間隔とカチオンの水和イ
オン半径の関係

Fig. 5 直交偏光下における C18AOH ヒドロゲルの顕微鏡像（a）［MgCl2］=0mM、（b）［MgCl2］=50mM

加塩がおよぼす影響を確かめた。偏光顕微鏡像（Fig. 5）にルにおけるラメラ面間隔の減少を引き起こしたと推測してて、C 18 AOH ヒドロゲルにはラメラ構造由来の複屈折性いる。これにより、ファイバー成長にも差異を生じ、マグを示す針状のファイバーが観測され、これらが三次元ネッ

ネシウムイオンを含む系ではよりしなやかで細長いゲルフ

トワークを形成していることが確認された。この形状は無ァイバーを形成することができた。これらの結果より、ア機塩を添加した系では変化し、CaCl 2 および MgCl 2 を添加

ミド基の水和を促進するカチオンの添加によって分子間水したヒドロゲルではより細長く伸長した。ゲルファイバー

素結合の緩和が引き起こされ、ヒドロゲル形成作用を制御の形態変化は、ゾル－ゲル転移温度といったゲルのマクロできることが示された。本研究で添加した塩化物は生体中物性と強い相関がある。効率的な三次元ネットワーク構築

でも存在するものであり、マクロなゲル機能に紐づけながはゲル形成に要するゲル化剤量の低減につながり、ゲルのら分子集積構造を緻密に調整する知見は、イオン種を含む

テクスチャーの制御にも有用である。

環境下でのゲル応用にむけて有用であると考えている。

４．考察とまとめ謝辞

アミドアミン型の両親媒性分子 C 18 AOH のヒドロゲル

研究の遂行にあたって多大なるご支援をいただいた公益形成について、種々の塩化物を添加することで得られる効

財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に篤く御礼を申

果を調査した。界面活性剤の親水部官能基に対して選択的し上げます。

に作用をおよぼしていることが明らかとなり、アミド基間の水素結合の緩和とそれによる分子間距離の拡大が示唆さ（引用文献）れた。この作用は、塩化物に含まれるカチオンの水和イオ

1） Sarkar, S.; Choudhury, P.; Dinda, S.; Das, P. K.,

ン半径に強く依存しており、マグネシウムイオンといった

Tailor-Made Self-Assemblies from Functionalized

水和イオン半径の大きなカチオンを含む系ほど効果的に分Amphiphiles: Diversity and Applications. Langmuir

子間相互作用の緩和を誘起した。つまり、カチオン種によ，10449-10468.
2018, 34（36）ってゲル形成駆動力の調節が可能であることを意味してい

2） Estroff, L. A.; Hamilton, A. D, Water Gelation byる。こうした作用のメカニズムとして、カチオンが水和す

Small Organic Molecules. Chem. Rev. 2 0 0 4,1 0 4（3），1201-1218.

ることによる水の分極の促進やゲル化剤官能基への直接的

3） Suzuki, M.; Yumoto, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.,

な付加が考えられる。
また、ゲルファイバーの分子集積にも大きな影響をもたSupramolecular Gels Formed by Amphiphilic Low-

らした。マグネシウムイオンといったカチオンを含む系でMolecular-Weight Gelators of N , N -Diacyl-L-Lysine

は、C 18 AOH 分子膜における分子間距離が拡大するため、Derivatives. Chem. Eur. J. 2008, 14（7），2133-2144.

分子の傾斜が起こりやすいと考えられる。このような分子

4） Morita, C.; Kawai, C.; Kikuchi, A.; Imura, Y.; Kawai,

傾斜がラメラ構造中でも生じ、塩化物添加系でのヒドロゲ

T., Effect of amide moieties for hydrogelators onα− 25 −εコスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

gelation property and heating-free pH responsive gel-Hydrogen Bonding of Amide Groups. Langmuir 2013,

sol phase transition. J. Oleo Sci. 2012, 41（6），603-605.

29（13），5450-5456.

5） Morita-Imura, C.; Mita, S.; Shindo, H., Effect of the7） Morita, C; Kawai, C.; Tsujimoto, K.; Kasai, K.; Ogue,

Air/Water Interfacial Properties of Amine Derivatives

Y.; Imura, Y.; Kawai, T, High organogelation abilityon the in Situ Fabrication of Microsized Gold Sheets.

and soft-templating for ultrathin Au nanowires of long-

Langmuir 2019, 35（11），4029-4036.

chain amidoamine derivatives. J. Oleo Sci. 2013, 62（2），6） Morita, C.; Imura, Y.; Ogawa, T.; Kurata, H.; Kawai,T., Thermal-Sensitive Viscosity Transition of ElongatedMicelles Induced by Breaking Intermolecular− 26 −

81-87.

紫外線応答型リポソームの膜融合性を用いた送達システムの開発
奈良工業高等専門学校物質化学工学科

宇田亮子

Liposomes are microscopic spheroidal capsules composed of phospholipids, and they have been extensively used as drug
nano-carriers. Ideal drug delivery systems contain interacting groups that can respond to environmental stimuli. Light canbe remotely applied with high spatial and temporal precision and we have therefore designed a triphenylmethane derivative
as a photoresponsive amphiphile which undergoes photoionization to become an amphiphilic compound consisting ofa hydrophilic triphenylmethyl cationic head group and a hydrophobic long alkyl chain tail. Under dark conditions, thehead group of the triphenylmethane derivative is less polar than after irradiation, and it is thus sufficiently lipophilic to besolubilized in the lipid membrane. We have found that photoionization of the triphenylmethane derivative induced fusion
between liposome membranes. Fusion between lipid membranes is one of the most important events in living cells for
fertilization, cell fusion, endo- and exocytosis, reconstruction of damaged organelles, and cell division. The purpose of thiswork is to prepare photofusogenic liposomes containing the triphenylmethane derivative and to investigate the liposomes fortransdermal delivery sensitive to UVB light. The liposomes encapsulating calcein were prepared for characterization. The
encapsulation efficiency and photoinduced release were evaluated from the fluorescence of calcein. The morphology of theliposomes was observed by using transmission electron microscopy. The morphological changes in the liposomes indicatedthat UVB irradiation induced fusion between the liposomes. NR assay using HaCaT cells showed that the triphenylmethane
derivative in the liposomes was almost noncytotoxic up to a concentration of 220 µM. From the observation of LabCyte
EPI-Model treated with the liposomes encapsulating calcein, liposomes were permeated into the human skin model. We also
found that the UVB irradiation promoted the permeation of the liposomes.

１．緒

とした。

言

これまでに我々は、暗時では脂溶性であるが紫外光照射

リポソームは、リン脂質二分子膜から成る数十 nm ～数によってカチオン性界面活性剤となるトリフェニルメタンµm の大きさの閉鎖小胞体である。化粧品製剤またはドラ誘導体（Fig. 1）を開発し、この分子を脂質膜に僅かに加えッグキャリアとして盛んに開発が進められており、リポソ

るだけで光融合性をリポソームに付与できることを明らか

ームの更なる多機能化が望まれている。ところで膜融合は、にしている 1）。トリフェニルメタン誘導体は親水基がかさリポソームを細胞に作用させる際の重要な現象であり、エ高い界面活性剤となるため、膜融合の中間体安定化に有利

ンドサイトーシスといった細胞現象とも関係し、内包薬剤な構造を持つと言える 2）。そこで本研究では、このトリフを細胞質内に導入させるための重要な役割を果たしている。
しかし元来脂質二分子膜は安定であり、膜融合性を持たせるためにタンパク質やペプチドをリポソームに付与すると、それによりリポソーム自身が不安定化してしまうという矛盾が生じる。そこで必要となるのは、標的膜と相互作用するまで安定性を保つ仕組みである。本研究では、外部刺激として紫外線に応答するトリフェニルメタン誘導体を用い光照射でリポソームに膜融合性を誘起させ、このリポソームを用いた照射細胞への薬物送達を行うことを目的とした。
過度に紫外線を浴びると表皮はダメージを受け、肌の健康は損なわれてしまう。本研究では、紫外線に反応し薬剤や有効成分を表皮の細胞に届ける仕組みづくりを目指すこと

Development of photofusogenic liposomes
for delivery system
Ryoko Uda
Department of Chemical Engineering,
National Institute of Technology, Nara
College− 27 −

Fig. 1 トリフェニルメタン誘導体の光イオン化反応と膜融合

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023ェニルメタン誘導体を経皮リポソームに展開し、基礎物性

2 . 3 . リポソームへの紫外光照射評価に加えて送達システムへの展開を検討した。

2．方

光源には UVB（312 nm BLX UV tubes, コスモバイオ）を用いた。UVB の照射強度はトプコン UVR- 3036 /S 2 を法

用い 305 nm にて評価した。調整したリポソーム懸濁液

2 . 1. リポソームの調製

800 µL に UVB を照射し、そのリポソーム懸濁液を 700 µL

リン脂質に非イオン性界面活性剤を加えた経皮性リポを取り出しこれを内液とし、3 mL の PBS を外液としてソームが報告されており 3）、この報告を基に本研究のリポ

25 ℃の恒温槽にて透析を 17 時間行った。その後外液のソームを調製した。まず卵黄レシチン（最終濃度 0 . 112 M）、

515 nm におけるカルセインの蛍光強度から次式に従いカ

Tween（最終濃度 13 . 1 g/L）
、トリフェニルメタン誘導体

ルセインの放出率を測定した。測定は独立して調整した 3を含む薄膜を作製した。これに PBS 緩衝液（pH 7 . 4）を加つのリポソームについて行い、結果は平均値±標準偏差でえて懸濁させ、超音波処理を行い、孔径 100 nm のフィル示した。

ターを装着したエクストルーダーを用いた処理を経てリポ放出率（%）=［（外液中のカルセイン量）
÷

ソームを調製した。内包や放出実験には、200 µM カルセ（内液のリポソームに含有されたカルセイン量）］×100

インを含む PBS 緩衝液を用いて調製し、透析によって内包されなかった物質を除去した。内包率は、透析後のリポ

2 . 4 . クライオ透過電子顕微鏡観察

ソーム 50 µL に 950 µL の PBS と界面活性剤である dodecyl

調製したリポソームを PBS で 10 倍に希釈したものをサ

trimethyl ammonium chloride を 0 . 2 g 加えて完全にリポンプルとした。紫外光照射サンプルには、307 mJ/cm 2 のソームを破壊させ、カルセインの 515 nm における蛍光強UVB を照射した。クライオ透過電子顕微鏡（JEOL-JEM

度から算出した。測定は独立して調整した 3 つのリポソー

2200 FS）観察は奈良先端科学技術大学院大学にて実施しムについて行い、結果は平均値±標準偏差で示した。ただた。

しトリフェニルメタン誘導体の割合が高く調製が困難であったリポソームに関しては、1 回分のデータを示した。

2 . 5 . 3 次元皮膚モデルを用いた浸透試験

2 . 2 . 細胞毒性試験社製）を用いた。ガラスバイアルにマグネチックスターラ

3 次元皮膚モデルには LabCyte EPI-MODEL 24（J-TEC
ヒ ト 表 皮 角 化 細 胞（HaCaT）は、Dulbecco’s Modified

ーと PBS を 19 . 0 mL を入れて培養カップごと皮膚モデルをEagle Medium に 10 % の牛胎児血清とペニシリン、ストレ装着した。32 ℃で 30 分間馴化した後、角層面に 2 . 1 . でプトマイシンを添加した培地を用い、炭酸インキュベータ作製した 100 µL のリポソーム懸濁液またはカルセイン溶ー（37 ℃、炭酸濃度 5 . 0 %）において培養した。HaCaT 細液（濃度はリポソーム内包量に相当）を曝露し 32 ℃で４時

胞に対するサンプルの細胞毒性を Neutral red（NR）取込み

間静置した。その後マイクロピペットでサンプルを除去し、法によって評価した。96 well 細胞培養プレートに HaCaTUVB（312 nm BLX UV tubes, コスモバイオ）を 50 mJ/cm 24細胞を 2 × 10 cells/well の細胞密度で播種し、炭酸インキを照射した。その後 PBS を 20 µL 添加し、32 ℃で４時間ュベーターで培養を行った。約 24 時間後、2 . 1 . で得られ

静置してから PBS で 10 回洗浄し、培養カップから 3 次元

たリポソームを含む培地に交換し曝露培養を行った。陰性

皮膚モデルを取り出して蛍光顕微鏡にて角層面の観察を行

対照群には、10 % PBS と 0 . 1 ％ DMSO を含む培地を添加った。また 3 次元皮膚モデル切片蛍光顕微鏡観察も行った。

した。24 時間後、細胞から培地をアスピレーターで除去し、この 3 次元皮膚モデル１枚に対して PBS 1 . 0 mL を添加し100 µL の PBS で 1 回リンスし 33 µg/mL の NR を含む培地て超音波ホモジナイザーでホモジナイズし、暗所で 1 時間

100 µL を添加した。炭酸インキュベーターで 2 時間培養

振とうし、遠心分離を行い上清を回収した。上清 200 µLを行い、生細胞に NR を取り込ませた。100 µL の PBS で 2をブラックプレートに移して、蛍光（Excitation：485 / 20 ,回リンスし、NR 抽出液（1 % 酢酸を含む 50 % エタノール水

Emission：528 / 20）を測定しカルセイン濃度を求めた。

溶液）を 100 µL ずつ well に添加して室温で 20 分間振盪し、

３．結果と考察

生細胞に取り込まれた NR を抽出した。抽出液の 570 nmの吸光度をマイクロプレートリーダーで測定して、陰性対

3 . 1. リポソームの基礎物性

照群の細胞生存率を 100 % とした場合の各試料濃度での細Fig. 2 に含有トリフェニルメタン誘導体濃度を変化させ胞生存率を以下の式で求めた。独立した 6 回の試験を行い、た場合のカルセイン内包率を示す。レシチンに対するトリ

結果は平均値±標準偏差で示した。

フェニルメタン誘導体濃度が 4 mol% 以下では内包率にほ

細胞生存率
（%）=
［（試料添加群での OD 570）
÷

とんど違いはないが、この濃度を超えると内包率は著しく（陰性対照群での OD 570）］×100低下した。また、4 mol% を超える濃度のトリフェニルメ− 28 −

紫外線応答型リポソームの膜融合性を用いた送達システムの開発

Fig. 2 リポソーム内包率のトリフェニルメタン誘導体濃度依存性
レシチンに対するモル濃度で表記 .

Fig. 3

調整したリポソームの cryo-TEM 像
矢印は変形したものを示す．

タン誘導体を含むリポソームは調整しにくく、内包率算出に至ったリポソームは少なかった。トリフェニルメタン誘導体は暗時では脂溶性物質であるため、リポソーム二分子膜に溶解させる必要がある。トリフェニルメタン誘導体の量が増えると、二分子膜中に収容しきれなくなりリポソー
ム構造を保つことが困難になったのではないかと考えられる。またこれまでの我々の研究から、膜融合に最適なトリフェニルメタン誘導体濃度は 2 mol% 程度であることを明らかにしている 2）。そこで以降の実験では、トリフェニル
メタン誘導体濃度はレシチンに対して 2 mol% のリポソー
ムを用いることとした。
次にリポソームを透過型電子顕微鏡にて観察したところ、Fig. 4

トリフェニルメタン誘導体曝露時の HaCaT 細胞生存率

直径が数十～数百 nm の球状リポソームが観察された（Fig.
3）
。加えて Fig. 3 に矢印で示すような、球の一部が窪んだまたは扁平形状のリポソームも観られた。一般的なリポ

220 µM 以下では無視できる程度であることが分かった。

ソームは剛直であるが、経皮性リポソームには角層を通過するための弾力性や柔軟性が不可欠である。そのため Fig.

3 . 2 . 紫外光照射によるリポソームの変化

3 のような変形したリポソームが観られたと考えられる。

作製したリポソームの光化学反応について調べるために、作製したリポソームの生体適合性について調べるため、

UVB 照射後の吸収スペクトルを測定した（Fig. 5）。積算光

HaCaT 細胞を用いた細胞毒性評価を行った。リポソーム量が増加するとともに 450 nm と 620 nm 付近の吸収ピーク

自体の細胞毒性は低いと考えられるが、光応答性をもたら強度が増大している。これらのピークはイオン化したトリ

すトリフェニルメタン誘導体の評価が必要である。そこでフェニルメタン誘導体に由来しており 4）、UVB 照射によ比較のために、トリフェニルメタン誘導体を 1 % の DMSOってトリフェニルメタン誘導体のイオン化反応が促進したを含む PBS 緩衝液に溶解させたサンプルについても試ことが分かった。

験を行った。HaCaT 細胞の生存率を Fig. 4 に示す。1 %次に内包したカルセインの紫外光照射による放出についDMSO 溶液中ではトリフェニルメタン誘導体濃度 4 . 5 µMて検討した。Fig. 6 に積算光量に対する放出率依存性を示の時に HaCaT 細胞の生存率は 90 % であったが、リポソ

す。UVB 未照射でもリポソームからカルセインが漏出しーム中ではトリフェニルメタン誘導体濃度 22 µM の時にていることが分かる。UVB 照射により放出率は増加した

99 % となった。トリフェニルメタン誘導体の細胞毒性はが、102 mJ/cm 2 以上で放出率が飽和しており、これ以上

リポソームに含有されることで軽減され、本研究で作製し照射を行っても放出されるカルセイン量にほとんど違いがたリポソームの細胞毒性はトリフェニルメタン誘導体濃度ないことが分かる。この結果は Fig. 5 の光イオン化反応が− 29 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

積算光量に対して明確な依存性を見せたのと対照的である。
307 mJ/cm 2 の UVB を照射したリポソームのクライオ電子顕微鏡像を Fig. 7 に示す。Fig. 3 の UVB 未照射時に比べると、リポソームサイズが大きくなっていることが分かる。以前我々は、トリフェニルメタン誘導体への紫外光照
射が引き起こす膜融合とそれに伴うリポソームのマルチラ
メラ化や粒子径の増大を報告している 5）。また膜融合時には内包試薬の放出は僅かであることも明らかとした。つまりこれらの結果から、光イオン化反応が促進されているにもかかわらず内包物があまり放出されないのは、膜融合が起こっているためと考えられた。

Fig. 53 . 3 . 3 次元皮膚モデルを用いたカルセイン内包リポ
ソームの浸透試験

UVB 照射によるリポソームの吸収スペクトル変化

カルセイン内包リポソームを曝露させた 3 次元皮膚モデ
ルの角層面蛍光強度を Fig. 8 に示す。リポソーム懸濁液よりカルセイン溶液を曝露した時の方が、カルセイン由来の蛍光強度が高くなっていることが分かる。またリポソーム懸濁液に UVB を照射しても 3 次元皮膚モデル内のカ
ルセイン濃度に変化は観られなかった。そこで 3 次元皮膚モデル内のカルセイン濃度を調べた（Fig. 9）。Fig. 8 と類

Fig. 6UVB 照射によるリポソームからの内包カルセインの放出
Fig. 7

Fig. 8Fig. 93 次元皮膚モデル角層面の蛍光強度− 30 −UVB 照射後のリポソームの cryo-TEM 像

3 次元皮膚モデル内のカルセイン濃度

紫外線応答型リポソームの膜融合性を用いた送達システムの開発

Fig. 10 3 次元皮膚モデル切片の蛍光顕微鏡像a）カルセイン溶液曝露、b）カルセイン内包リポソーム曝露、c）
カルセイン内包リポソーム曝露後 UVB を照射似した結果となり、リポソームや UVB 照射の効果は観ら謝辞れなかった。表面に存在するカルセインの影響を受けてい

本研究の実施にあたりご支援いただきました公益財団法るためではないかと考え、3 次元皮膚モデルの切片観察を人コーセーコスメトロジー研究財団に深く御礼申し上げま行った。カルセイン溶液のみを曝露した場合（Fig. 10 a）は、す。

Fig. 8・9 の結果と対応するように 3 次元皮膚モデル表面に強い蛍光が観察されたが、内部への浸透はあまり観られ（引用文献）なかった。それに対し、リポソーム懸濁液を曝露した場合

1） K. Hayashi, M. Watanabe, T. Iwasaki, M. Shudou, R.

（Fig. 10 b）は 3 次元皮膚モデル内部でも蛍光が観察された。

M. Uda, Endosomal escape by photo-activated fusion

これより Fig. 3 の結果から示される弾力性や柔軟性をもっof liposomes containing a malachite green derivative:

た本研究のリポソームは、3 次元皮膚モデルへの浸透性に

A novel class of photoresponsive liposomes for drug

優れていることが明らかとなった。さらに UVB 照射を行

delivery vehicles, Photochemical & Photobiologicalった皮膚モデルにおいてはより深部でも蛍光が確認できた

Science 18, 1471-1478（2019）．

（Fig. 10 c）。つまり Fig. 8 にてカルセイン溶液曝露の蛍光

2） R. M. Uda, Y. Yoshikawa, M. Kitaba, N. Nishimoto,が強く観察されたのは表面に吸着したカルセインに由来しIrradiation-induced fusion between giant vesicles andており、リポソームを用いた方が 3 次元皮膚モデル内部へ

photoresponsive large unilamellar vesicles containingの送達が促されること、さらに UVB 照射によってその送

malachite green derivative, Colloids and Surfaces B,

達が促進されることが示された。

167, 544-549（2018）．

４．総

3） Y.-K. Song, C.-K. Kim, Topical delivery of low-括molecular-weight heparin with surface-charged flexible
liposomes, Biomaterials 27, 271-280（2006）．

本研究では、紫外光応答型経皮用製剤としての融合性リ
ポソームの開発を目指し、トリフェニルメタン誘導体を含4） R. M. Uda, M. Oue, K. Kimura, Effective photocontrol

むリポソームを作製しその評価を行った。リポソームには、of micelle formation by malachite green derivative

内包薬剤の皮膚透過を制御し、皮膚中に比較的高濃度で薬

carrying a long alkyl chain, Chemistry Letters, 33, 586-

剤を留める働きがある。必要となるまでは皮膚の細胞間に587（2004）．

薬剤を留めておき外部刺激を受けて薬剤を細胞に届けるリ

5） R. M. Uda, E. Hiraishi, R. Ohnishi, Y. Nakahara,

ポソームには、医薬品に加えて医薬部外品や化粧品への展

K. Kimura, Morphological changes in vesicles and開が期待できる。今後は、本研究の紫外線応答型融合性リ

release of an encapsulated compound triggered

ポソームを更に進展させコスメトロジーの発展に貢献した

by a photoresponsive malachite green leuconitrile

い。

derivative, Langmuir, 26, 5444-5450（2010）．

− 31 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する
蛍光性水センサー材料の創製
広島大学大学院先進理工系科学研究科

大山陽介

In order to elucidate a detection mechanism of photo-induced electron transfer (PET)-type fluorescent sensor for water,
we have designed and developed anthracene-(aminomethyl)-4-cyanophenylboronic acid (AminoMeCNPhenylB(OH)2) TF-2
by the deprotection of pinacol ester (Pin) of anthracene-AminoMeCNPhenylBPin OF-2. For OF-2 the PET takes placefrom the nitrogen atom of the Amino moiety to the photoexcited fluorophore (anthracene) skeleton in the absence of water,
leading to fluorescence quenching (PET active state). When water was added to OF-2 solution, a drastic enhancement of
the fluorescence emission is observed due to the formation of the PET inactive (florescent) species OF-2W or OF-2WH
by interaction with water molecules which has been determined by 1H NMR spectral measurements. On the other hand,even in the absence of water TF-2 exhibits intense fluorescence emission and the addition of water to TF-2 solution showsa negligible change in the fluorescence intensity. The 1H NMR spectrum of TF-2 solution without the addition of water
clearly indicated the formation of PET inactive (florescent) species TF-2H by the intramolecular OH···N hydrogen bonding
between the hydroxyl group of B(OH)2 moiety and the nitrogen atom of the Amino moiety. For TF-2 the single-crystal
X-ray structural analysis as well as density functional theory (DFT) calculations revealed the existence of the intramolecular
OH···N hydrogen bonding, that is, the formation of TF-2H. Interestingly, the 1H NMR spectra of TF-2 solution with theaddition of water showed the existence of the PET inactive (florescent) species TF-2W or TF-2WH by interaction withwater molecules, as with the cases of OF-2. Consequently, it was found that for the PET-type fluorescent sensor based onanthracene-AminoMeCNPhenylBPin structure, the BPin moiety is essential not only to active the PET in the absence ofwater, leading to fluorescence quenching, but also to form the PET inactive (florescent) species upon the addition of water.
This work provides a direction in molecular design toward creating an effective PET-type fluorescent sensor for water aswell as a conclusive detection mechanism of anthracene-AminoMeCNPhenylBPin structure for water.

１．緒することで蛍光強度が増大する、あるいは蛍光発光波長が言変化する蛍光性色素（蛍光性水センサー）を開発することが2019 年末に発生し、世界各国へ急速に拡散した新型コ

できれば、試料中や表面の微量水分を迅速、高感度かつリ

ロナウイルス（SARS-CoV- 2）は、人々に死の恐怖をもたアルタイムで測定できるだけでなく、目視による可視化（蛍らす新型コロナウイルス感染症（COVID- 19）を発症させ、光発光による画像化）も可能な水分検出・可視化材料の創生活に極度の不安とストレスを与えただけでなく、著しい製を図れるものと期待できる 1）。

社会経済活動の停滞を招き世界を激変させた。感染性ウイ

そこで、我々は微量水分を検出・定量・可視化する蛍光

ルスは、感染者による咳やくしゃみから発生する飛沫とと性水センサーの分子設計において、蛍光性色素の光誘起電

もに空気中に放出され、非感染者がそのウイルスを含んだ子移動（Photo-induced Electron Transfer: PET）特性に着飛沫を鼻や口などから吸い込んで感染する（第一感染経路）。

目した。PET とは、光励起された蛍光発光母体とその近飛沫感染防護用のフェイスシールドやパーティションに付傍に存在する電子供与部あるいは電子受容部との間での電着した飛沫を裸眼で目視することができれば、迅速かつ的

子移動過程を意味する 2）。一般的な PET 型蛍光性センサ

確に飛沫を拭き取る
（ウイルスを除去する）
ことができる。

ーは、アントラセンなどの蛍光発光母体にスペーサー（メしかしながら、ウイルスを含む飛沫の大きさは 5 ミクロン

チレン基：-CH 2 - など）を挟んでアミノ基のような電子供以上であるが、実際に飛沫を裸眼で目視することは困難で

与部兼カチオン結合部位（レセプター）で構成される “蛍光ある。一方で、飛沫成分の 90 % 以上が水分であることから、発光母体 - スペーサー - レセプター”構造である。すなわち、水を可視化する技術や手法は、ウイルスを含む飛沫を検出

PET 型蛍光性センサーを分子設計する上で重要なポインするための有用な手段である。したがって、水分子を認識トとして、PET を発現させるためには、蛍光発光母体と電子供与部の間にスペーサーを導入することが必要である。
PET に基づいたカチオン種の検出メカニズムを Fig. 1 にDevelopment of fluorescent materials forvisualization and detection of a trace
amount of water in products
Yousuke Ooyama
Graduate School of Advanced Science andEngineering, Hiroshima University示す。カチオン種が存在しない Fig. 1 a の場合、電子供与部位（アミノ基）から光励起された蛍光発光母体へと電子が移動し、蛍光発光を示さない（PET 活性状態）。一方、カチオン種が存在する Fig. 1 b の場合、カチオン種が付加した電子供与部位（アミノ基）から光励起蛍光発光母体のアン− 32 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製

る PET 型蛍光性水センサーのセンシングメカニズムを徹底的に解明し、得られた知見に基づいて蛍光性水センサー
材料を創製することを目的として、OF- 2 のボロン酸エス
テル（BPin）をボロン酸（B（OH 2））に変換した AnthraceneAminoMeCNPhenylB（OH 2）構造の TF- 2（Fig. 2 b）を分子設計・合成し、水分に対する蛍光センシング特性を調査した 7）。
Fig. 1 Mechanisms of PET-type fluorescent sensors ford ete c ti o n of c a ti o n s : （ a ） P E T a c tive s t a te（ n o nfluorescence）and（b）PET inactive state（fluorescence）
．

２．方

法

2 . 1. TF- 2 の合成
OF- 2（0 . 100 g, 0 . 216 mmol）のエタノール（12 mL）／水（4

トラセンへと電子が移動することができず、その結果としmL）溶液を室温で 4 日間暗所に放置した。反応混合物を濾て、光励起蛍光発光母体が基底状態へと失活する際に蛍光過して、TF- 2（0 . 055 g、収率 67 %）を白色固体として得発光を示す（PET 不活性状態）。

た。TF- 2 の生成は、FT-IR、1 H と 13 C NMR 測定およびこれまでに我々は、溶媒中の微量水分を検出・定量化

HRMS 分析から確認した。

かつ可視化できる PET 型蛍光性水センサーとして、アントラセン（アミノメチル）- 4 -シアノフェニルボロン酸ピナコー

2 . 2 . TF- 2 の単結晶作製

ルエステル（Anthracene-AminoMeCNPhenylBPin）構造のTF- 2 の単結晶は、25 %（v/v）アセトニトリル／水混合

OF- 2 を分子設計・合成し、PET 活性状態（無蛍光性）の溶媒に溶解させた OF- 2 溶液を室温で数日間暗所に静置す

OF- 2 が水分子と接触することでPET不活性状態（蛍光性）

ることでピナコールエステルの脱保護を経て、無色のブロの OF- 2 W あるいは OF- 2 WH を形成することを明らかにック結晶として得ることができた。

した（Fig. 2 a）
。すなわち、無蛍光性の OF- 2 溶液に水を３．結添加すると蛍光性の OF- 2 W あるいは OF- 2 WH 溶液へと変化し、その後除水することで無蛍光性の OF- 2 溶液に戻果

3 . 1. TF- 2 の単結晶 X 線構造解析

る可逆な蛍光スイッチング特性を示す。さらに、OF- 2 のTF- 2 の単結晶 X 線構造解析から、TF- 2 のホウ素（B）

水分検出限界（DL）は 0 . 008 wt% と低く、電気化学分析の原子と窒素（N）原子間の原子間距離は 3 . 294 Å であり、こカール・フィッシャー法の DL 値に匹敵しており、OF- 2

れは通常の B-N 結合長 8 , 9）の 1 . 57 ‒ 2 . 91 Å よりも著しく長は蛍光増強システムに基づいた微量水分検出用蛍光性水セいことから TF- 2 では B-N 結合の形成は見られない。一

ンサーとして機能することを実証した

3 ‒ 6）。そこで本研究

方、B（OH）2 の水酸（OH）基とアミノ部位の窒素原子間でで は、Anthracene-AminoMeCNPhenylBPin 構 造 を 有 す

分子内 OH···N 水素結合（O（2）H（2）···N（1）角度 = 169 °,O（2）Fig. 2 Mechanisms of（a）PET-type fluorescent sensor OF-2 and（b）TF-2 for detection of waterin organic solvents.

− 33 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023···N（1）距離 = 2 . 703 Å）を形成して TF- 2 H の状態で存在い3 . 2 . TF- 2 の水に対する蛍光センシング特性

ることがわかった（Fig. 3 a）
。さらに、隣接する TF- 2 分

TF- 2 の水に対する光学センシング特性は、低極性のテ子は、B（OH）2 の OH 基とシアノ（CN）基の窒素原子間でトラヒドロフラン（THF）および高極性のアセトニトリル

分子間 OH···N 水素結合（O（1）H（1）···N（2）* 角度 = 168 ˚, Oおよびエタノールを用いて、様々な水分濃度（10 wt% 以下（1）···N（2）* 距離 = 2 . 883 Å）により連結した一次元分子鎖をの含水量領域）の TF- 2 溶液中の光吸収および蛍光スペク

構築していた（Fig. 4）。B 3 LYP/ 6 - 31 G（d, p）レベルでのトル測定から調査した（Figs. 5 ‒ 7）。OF- 2 の場合と同様

密度汎関数理論（Density Functional Theo: DFT）計算から、に（Fig. 5 a）、使用した 3 つ全ての溶媒において、TF- 2 のTF- 2 および OF- 2 のホウ素原子と窒素原子間の原子間距

光吸収スペクトルでは、300 〜 400 nm にアントラセン骨

離はそれぞれ 3 . 329 Å と 3 . 224 Å であり（Fig. 3 b, c）、さら

格由来の振動構造を有する光吸収帯を示し、水分濃度の増に TF- 2 では、分子内 OH···N 水素結合（O（2）H（2）···N（1）

大に伴い吸光度とスペクトルの形状にほとんど変化は見ら

角度 = 159 ˚, O（2）···N（1）距離 = 2 . 724 Å）の形成が示唆されれなかった（Figs. 5 c, 6 a, 7 a）。一方、溶媒中の水に対するた。これらの結果から、TF- 2 と OF- 2 の両方において

TF- 2 の蛍光センシング特性は、OF- 2 の場合とは全く異

B-N 結合は形成されておらず、一方で、TF- 2 では分子内なっていた。無水アセトニトリルおよび THF 中の OF- 2

OH···N 水素結合を形成していることが明らかとなった。

の蛍光スペクトルでは、PET 活性状態のアントラセン骨

Fig. 3 （a）Crystal structure of TF-2 and optimized geometries of（b）TF-2 and（c）OF-2 derived
from DFT calculations at the B3LYP/6-31G（d, p）level.

Fig. 4 Crystal packing and hydrogen bonding
patterns of TF-2.

− 34 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製

Fig. 5 （a）Photoabsorption and（b）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of OF-2（2.0 × 10 -5 M）in
acetonitrile containing water（ 0.034–10wt%）．
（c）Photoabsorption and（d）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of TF-2（2.0 × 10 -5M）in acetonitrile containing water（0.032‒10wt%）．Fluorescencepeak intensity at around 415-420nm of OF-2 and TF-2（ë ex=366nm）as a function of water content
below（e）10wt% and（f）1.0wt% in acetonitrile.

− 35 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

Fig. 6 （a）Photoabsorption and（b）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of TF-2（2.0 × 10 -5M）in THF
containing water（0.022–11wt%）．Fluorescence peak intensity at around 415-420nm of OF-2 and TF-2
（ë ex=366nm）as a function of water content below（c）11wt% and（d）1.0wt% in THF.

格に由来する振動構造を有する微弱な蛍光発光帯が 400 ～flmax

500 nm（蛍光極大波長λ抑制に起因していると考えられる。

= 約 420 nm）に出現した（Figs.

一方、TF- 2 は、無水 THF、アセトニトリル、エタノ

5 b）。OF- 2 溶液の水分濃度の増加に伴い、水分子との相ール（それぞれ含水量が 0.034wt％、0.022wt％、0.045wt％）

互作用による PET 不活性種 OF- 2 W または OF- 2 WH を中のすべてにおいて、アントラセン骨格に由来する振動構1

形成（ H NMR 測定から確認）することで（Figs. 2 a）
、アン

造を有する強い蛍光発光帯（λflmax= 約 415 nm）を示す。無トラセン骨格に由来する蛍光発光帯の強度の著しい増大

水エタノール中の TF- 2 の蛍光強度は、無水アセトニトリが観察された。OF- 2 の水分量にする最大蛍光強度（λflmax=

ルおよび THF に比べて比較的弱く、無水エタノール中の約 420 nm）のプロットから、1 . 0 wt% 以下の低水分領域でOF- 2 の蛍光強度と同程度であった（Figs. 5 d, 6 b, 7 b）
。こは水分含有量の増加に伴って蛍光強度がほぼ直線的に増こで特記すべきは、無水アセトニトリルまたは THF 中の加することがわかった（Figs. 5 f, 6 d）
。実際に、アセトニ

TF- 2 の蛍光強度が、水分含有量 1 . 0 wt％のアセトニトリ

トリルと THF のプロットは、ほぼ原点を通る直線であり、

ルまたは THF 中の OF- 2 の蛍光強度に匹敵することであ

水分含有量が 1 . 0 wt％になると蛍光強度は飽和に達したる（Figs. 5 f, 6 d）。さらに、TH- 2 において、アセトニト（Figs. 5 e, 6 c）
。一方、無水エタノール中の OF- 2 の蛍光リルおよび THF 中の水に対する蛍光応答性が弱いのとは

強度は、無水アセトニトリルおよび THF 中での蛍光強度対照的に、エタノール中では 1 . 0 wt% 以下の低水分領域によりも強い（Figs. 7 c, d）。これは、エタノール分子との分おいて水分含有量の増加に伴い蛍光強度が著しく増大した。

子間 OH···N 水素結合による OF- 2 EtOH の形成による PET

この TF- 2 のエタノール中での蛍光発光挙動は、OF- 2 に− 36 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製

Fig. 7 （a）Photoabsorption and（b）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of TF-2（2.0 × 10 -5 M）in
ethanol containing water（0.045-10wt%）．Fluorescence peak intensity at around 415-420nm of OF-2
and TF-2（ë ex=366nm）as a function of water content below（c）10wt% and（d）1.0wt% in ethanol.

おいて観察されたものとよく似ている。実際に、無水アが（Fig. 8 a）
、対応する蛍光スペクトルでは蛍光強度の減

セトニトリル中の TF- 2 の蛍光量子収率（Φfl）は 19 % であ少が見られた（Fig. 8 b）。エタノール含有量に対する最大

り、無水アセトニトリル中の OF- 2 の Φfl 値（< 2 . 0 %）より蛍光強度（λflmax= 約 415 nm）のプロットから、混合溶媒中のも著しく高い。一方、含水量 1 . 0 wt% のアセトニトリル中

エタノール含有量が 50 wt％に達すると蛍光強度が飽和すでの OF- 2 と TF- 2 の Φfl 値は、それぞれ 13 % と 14 % であることがわかった（Fig. 8 b inset）。したがって、TF- 2 のり同程度であった。これらの結果は、無水非プロトン性

光吸収および蛍光スペクトル測定ならびに単結晶 X 線構造

溶媒中では TF- 2 H、水分含有溶媒中では TF- 2 W または解析から、エタノールと分子間水素結合を形成した TF-

TF- 2 WH、エタノール中では TF- 2 EtOH などの PET 不

2 EtOH に比べて、分子内水素結合を形成した TF- 2 H のほ活性（蛍光発光性）体を形成しており、さらに、TF- 2 W ま

うが PET を効果的に抑制し、一方で、TF- 2 H の PET 抑

たは TF- 2 WH は TF- 2 EtOH に比べて PET を効果的に抑制の程度は、水分子との相互作用により形成される PET制していることを強く示唆している（Fig. 2 b）。

不活性種 TF- 2 W または TF- 2 WH と同程度あることが明

分子内水素結合と分子間水素結合間での変化が TF- 2 のらかとなった。

蛍光発光特性に及ぼす影響をさらに調査するために、アセ

TF-2 のPET特性と蛍光発光特性との関係をさらに明ら

トニトリルとエタノールの混合溶媒中における TF- 2 の光かにするために、酸としてトリフルオロ酢酸（CF 3 COOH）

吸収と蛍光スペクトル測定を行った。混合溶媒中のエタノおよび塩基としてトリエチルアミン（N（C 2 H 5）3）を添加しール含有量の増加に伴い吸収スペクトルは殆ど変化しない

た OF- 2 および OF- 2 のアセトニトリル溶液の光吸収と蛍− 37 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

光スペクトル測定を行った（Fig. 9）。 TF- 2 溶液の光吸収度の増大は、アミノ部位がプロトン化された PET 不活性スペクトルは、N（C 2 H 5）3 を添加しても殆ど変化しないが、

種 TF- 2 P の形成に起因していることを示唆している。一CF 3 COOH を添加すると吸光度が減少した（Fig. 9 a）。対方、N（C 2 H 5）3 を TF- 2 溶液に添加すると、B（OH）2 とア応する蛍光スペクトルでは、TF- 2 溶液に CF 3 COOH を添

ミノ部位間の分子内 OH···N 水素結合が解離し、PET 活性

加すると蛍光強度の著しい増大が引き起こされ、一方で、

種 TF- 2 が形成される。TF- 2 における CF 3 COOH による

N（C 2 H 5）3 の添加では蛍光強度の劇的な減少が観測されたアミノ部位のプロトン化と N（C 2 H 5）3 による分子内水素結（Fig. 9 b）
。実際に、CF 3 COOH を添加した TF- 2 のアセ合の解離を支持する他の実験結果として、OF- 2 のアセト

トニトリル溶液の Φfl 値（47 %）は、TF- 2 の中性アセトニ

ニトリル溶液に CF 3 COOH を添加すると著しい蛍光強度

トリル溶液（含水量 0 . 034 wt%）の Φfl 値（19 %）よりも高く、の増大が観測されたことから、アミノ部位がプロトン化さ一方で、N（C 2 H 5）3 を添加した TF- 2 のアセトニトリル溶れた PET 不活性種 OF- 2 P の形成が示唆され、一方で、N

液の Φfl 値は 2 . 0 % 未満であった。したがって、これらの（C 2 H 5）3 を添加した場合では蛍光強度の顕著な変化は観測

結果は、TF- 2 溶液への CF 3 COOH の添加に伴う蛍光強されなかった。この結果は明らかに、B（OH）2 を有してい

Fig. 8 （a）Photoabsorption and（b）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of TF-2（2.0 × 10 -5M）in a
mixture of acetonitrile and ethanol（0-100wt% for ethanol content）; the inset in（b）shows thefluorescence peak intensity at around 415nm of TF-2（ë ex=366nm）as a function of ethanol content
in a mixture of acetonitrile and ethanol.

Fig. 9 （a）Photoabsorption and（b）fluorescence spectra（ë ex=366nm）of TF-2（2.0 × 10 -5 M）in
neutral acetonitrile（0.032wt% water content）and in acetonitrile containing trifluoroacetic acid（0.2M）
or triethylamine 0.2M）．

− 38 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製ない OF- 2 が分子内 OH···N 水素結合を形成できない事実に中、CF 3 COOH または N（C 2 H 5）3 を添加したアセトニトリ

起因している。

ル -d 3 中で行った（Figs. 10 , 11）。OF- 2 の場合と比較して、水を添加しないアセトニトリル -d（含水量0 . 013 wt％）
3

1

3 . 3 . H NMR スペクトル測定による様々な条件下
でのTF- 2 化学種の同定
様々な溶液中における TF- 2 の化学種を確定するために、中での TF- 2 の 1 H NMR スペクトルにおいて、フェニル基の Hk、アントラセン骨格の Hd およびメチレンの Hc のシ
グナルの低磁場シフトとアントラセン骨格の He および Hg

TF- 2 の 1 H NMR スペクトル測定を水添加前後のアセトニのシグナルの高磁場シフトが観測された（Fig. 10 a）。 特に、

トリル -d 3 中、THF-d 8 中、およびエタノール -d 6 中、アメチレンのHc のシグナルの顕著な低磁場シフトは、B（OH）
2

セトニトリル -d 3 とエタノール -d 6 の 50 / 50 wt% 混合溶媒の OH 基と窒素原子間で分子内 OH···N 水素結合を形成してFig. 10 1H NMR spectra of TF-2（2.0 × 10 -2 M）in（a）acetonitrile-d 3 with
0.013wt % , 0.0 3 6wt % and 1.6wt % water content, （b）T H F - d 8 with
0.008wt%, 0.029wt% and 0.99wt% water content, and（c）ethanol-d 6 with
0.272wt%, 0.387wt% and 1.1wt% water content.

− 39 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

いる化学種 TF- 2 H が存在していることを示している。こ

察されたことである（Fig. 10 b）。これは、アセトニトリルのことは、TF- 2 の単結晶 X 線構造解析からも示唆され-d 3 中での TF- 2 の場合とは異なり、B（OH）
2 と THF 分子ている（Fig. 3 a）
。B（OH）
2 のプロトンのシグナルは、水をとの相互作用が存在していないことに起因していると考えら

添加しないアセトニトリル -d 3 中での TF- 2 の 1 H NMRれる。一方、Yatsimirskyらは、DMSO-d 6 などの極性溶媒

スペクトルでは観察されなかった。この結果は、単結晶 X

中においても、分子内 OH···N 水素結合を形成した B（OH）2の線構造解析からの B（OH）
2 と隣接分子の CN 基間で分子間プロトンに対するシグナルが観測されており、その結果とOH···N 水素結合を形成している事実を考慮すると（Fig. 4）、

して PET の抑制を引き起こすことを報告している 10）。こ

分子内 OH···N 水素結合だけでなく、TF- 2 の B
（OH）
2 とア

の事実は、無水の THF-d 8 中においては TF- 2 H が存在

セトニトリル溶媒の CN 基間での分子間 OH···N 水素結合のしていることを示唆している。アセトニトリル -d 3 中での形成に起因していると考えられる。

TF- 2 の場合と同様に、TF- 2 の THF-d 8 溶液に水を添加

興味深いことに、含水量が 0 . 036 wt% のアセトニトリル
1すると、脂肪族および芳香族プロトンのシグナルのシフト-d 3 中での TF- 2 の H NMR スペクトルにおいて、水をとB（OH）
2 のプロトンのシグナルの消失が観測され、この添加しない場合と比較して、脂肪族領域と芳香族領域の両結果は、TF- 2 W または TF- 2 WH が生成したことを示し方でいくつかの追加のシグナルが観測され、TF- 2 H だけている。

でなく他の化学種の存在が示唆された。さらに、含有量が1

水を添加していないエタノール -d（含水量0 . 272 wt%）6

1 . 6 wt% のアセトニトリル -d 3 中での TF- 2 の H NMR ス

中での TF- 2 の 1 H NMR スペクトルでは、水を添加しなペクトルでは、水を添加しない場合と比較して、アントラ

いアセトニトリル -d 3 中での TF- 2 の場合と比較して、フセン骨格の Hd、メチルとメチレンの Ha および Hc のシグナ

ェニル基の Hk とメチレンの Hc のシグナルは高磁場シフト

ルは高磁場シフトを示し、フェニル基の Hi と Hj およびアを示し、アントラセン骨格の He と Hg のシグナルは低磁場

ントラセン骨格の Hg のシグナルは低磁場シフトを示した。

シフトを示した（Fig. 10 c）。この結果は、エタノール分子

実際に、水を添加したアセトニトリル -d 3 中での TF- 2 のの OH 基と TF- 2 のアミノ部位の窒素原子間での分子間

1OH···N 水素結合による PET 不活性種 TF- 2 EtOH の形成

H NMR スペクトルは、水を添加したアセトニトリル -d 3
1

中での OF- 2 の H NMR スペクトルと非常によく似ておを示唆している。一方、B（OH）
2 のプロトンのシグナルは、り、この結果は水分子との相互作用による PET 不活性種

水を添加しないエタノール -d 6 中の TF- 2 の 1 H NMR スペ

TF- 2 W または TF- 2 WH の形成を示唆している（Fig. 2 b）。

クトルスペクトルでは観察されなかった。これは、TF- 2

一 方、 特 記 す べ き は、TH- 2 の B（OH）
2 のプロトンのB（OH）
2 とエタノール分子間での分子間 BOH···O 水素の シ グ ナ ル が、 水 を 添 加 し て い な い THF-d（8 含水量結合の形成によるものと考えられる。一方、含水量が 1 . 1

0 . 008 wt%）中の TF- 2 の 1 H NMR スペクトルにおいて観

wt% のエタノール -d 6 中の TF- 2 の 1 H NMR スペクトル

Fig. 11 1H NMR spectra of TF-2（2.0 × 10 -2M）in acetonitrile-d 3 with
0.013wt% water content, CF3COOH（2.0 M），and N（C2D5）3（2.0M）．

− 40 −

製品中の微量水分をピンポイントで検出・可視化する蛍光性水センサー材料の創製の化学シフトは水を添加しない場合とはわずかに異なっ

線構造解析の結果と一致していない。一方、30 ppm 付近ており、この結果から水分子との相互作用による PET 不の 11 B シグナルは、非配位の三方平面ホウ素種に帰属する

活性種 TF- 2 W または TF- 2 WH の形成が示唆される。興ことができる。実際に、アセトニトリル -d 3 中の TF- 2 の味深いことに、アセトニトリル -d 3 とエタノール -d 6 の

1150 / 50 wt% 混合溶媒中の TF- 2 の 1 H NMR スペクトルは、

シグナルは 30 ppm 付近の 11 B シグナルよりも強いが、前水を添加していないエタノール -d 6 の場合と似ており、こ者は水分含有量の増加に伴い弱くなった。一方、水を添加のことは、TF- 2 のアセトニトリル溶液にエタノールを添したアセトニトリル -d 3 および THF-d（約1 . 0 wt% の含8加すると、分子内 OH···N 水素結合から分子間 OH···N 水素有量）中の TF- 2 の 11 B NMR スペクトルは、約 30 ppm に結合への変化、すなわち TF- 2 H から TF- 2 EtOH への変

唯一の 11 B シグナルを示した。さらに、CF 3 COOH あるい化が引き起こされることを示している。

は N（C 2 D 5）3 を添加した場合も、約 30 ppm に唯一の 11 B シ

一 方、TF- 2 の ア セ ト ニ ト リ ル -d 3 溶 液 に CF 3 COOH

B NMR スペクトルスペクトルでは、15 ppm 付近の 11 B

1
グナルを示した。
この結果は、
H NMRスペクトル測定（Fig.

を添加すると、1 H NMR スペクトルのすべてのプロトン11）からも示唆されたように、未配位の三方平面ホウ素種のシグナルが低磁場シフトした。これは、アミノ部位がに由来する TF- 2 P と TF- 2 が存在していることを示してプロトン化された PET 不活性種 TF- 2 P の形成に起因しいる。したがって、水を添加した溶液中においては、双生ている（Fig. 11）。一方、TF- 2 のアセトニトリル -d 3 溶イオン構造 TF- 2 W としてではなく、水素結合構造 TF-

1

液に N（C 2 D 5）3 を添加した場合、 H NMR スペクトルの2 WH として存在しているものと考えられる。TF- 2 WH

すべてのプロトンのシグナルが高磁場シフトした。このまたは TF- 2 W の形成、および無水条件下での TF- 2 H の

結 果 は、TF- 2 溶 液 に N（C 2 D 5）3 の よ う な 塩 基 を 添 加 す

存在を確認するためにはさらなる研究が必要であるが、本

ると、TF- 2 の B（OH）
2 とアミノ部位の窒素原子間での研 究 結 果 か ら Anthracene-AminoMeCNPhenylBPin 構 造

分 子 内 OH···N 水 素 結 合 が 解 離 し、PET 活 性 種 TF- 2 がの PET 型蛍光性センサーにおいて、BPin は、水の不在形成していることを示唆している（Fig. 2 b）
。実際に、水、下で PET を活性化して蛍光消光を引き起こすだけでなく、1

CF 3 COOH または N（C 2 D 5）
3 の添加前後の TF- 2 溶液の H

水の添加に伴い PET 不活性（蛍光発光）体を形成するため

NMR スペクトルの化学シフトは、水、CF 3 COOH またはに必要不可欠な部位であることが明らかとなった。

N（C 2 D 5）3 の添加前後の TF- 2 の蛍光発光特性とよく一致

４．考している。これらの実験結果は、無水条件下では PET 不察

活性種 TF- 2 H、水存在下では PET 不活性種 TF- 2 W ま

本研究では、アントラセン -（アミノメチル）- 4 - シア

たは TF- 2 WH、酸性条件下では PET 強不活性種 TF- 2 P、ノフェニルボロン酸ピナコールエステル（Anthracene-

および塩基性条件下では PET 活性種 TF- 2 がそれぞれ形

AminoMeCNPhenylBPin）構 造 を 有 す る 光 誘 起 電 子 移成されていることを強く示している。実際に、TF- 2 H の動（PET）型 蛍 光 水 セ ン サ ー OF- 2 の 水 分 検 出 メ カ ニ

蛍光強度は、TF- 2 W または TF- 2 WH の蛍光強度とほぼ

ズ ム を 解 明 す る た め に、OF- 2 の ボ ロ ン 酸 エ ス テ ル

同程度であるが、TF- 2 EtOH よりも強く、一方で TF- 2 P（BPin）を ボ ロ ン 酸（B（OH）2）に 変 換 し た Anthracene-よりも弱いことから、これらの結果は、B
（OH）
2、水、ア

AminoMeCNPhenylB（OH 2）構造の TF- 2 を分子設計・合ルコール、およびプロトン供与体であるブレンステッド酸

成し、水分に対する蛍光センシング特性を調査した。水（CF 3 COOH など）とアミノ部位間での相互作用の程度に応が存在しない場合、OF- 2 溶液の蛍光発光性は、アミノ

じて、PET 不活性種間において PET の抑制の程度に違い

部位の窒素原子から光励起されたアントラセン骨格へのがあることも示唆している。

PET により著しく消光されている。一方で、TF- 2 溶液

さらに、水分子との相互作用による PET 不活性な分子

は、B
（OH）
（OH）基とアミノ部位の窒素原子との2 の水酸

内 OH···N 水素結合構造 TF- 2 H、双性イオン構造 TF- 2 W間の分子内 OH···N 水素結合による PET 不活性（蛍光発光）

および水素結合構造 TF- 2 WH の形成を調べるために、水体を形成しており、強い蛍光発光性を示した。OF- 2 溶

添加前後のアセトニトリル -d 3 および THF-d 8 中の TF- 2

液に水を加えると、水分子との相互作用による PET 不活

11の B NMR スペクトル測定を行った。水を添加していな性（蛍光発光）体を形成することで、蛍光発光性の著しいいアセトニトリル -d 3 および THF-d（含水量がそれぞれ8増大が観察される。一方、TF- 2 溶液では、水の添加に

11

0 . 013 wt% および 0 . 008 wt%）
中の TF- 2 の B NMR スペ
11

よる蛍光強度の変化はほとんど見られなかったが、水分クトルでは、2 つの B シグナルが観測された：15 ppm 付

子との相互作用による PET 不活性（蛍光発光）体が形成

近の 11 Bシグナルは、水素結合を形成しているB
（OH）
2 を有

されていることがわかった。したがって、Anthracene-

する化学種 TF- 2 H または B-N 配位した四面体平面構造種

AminoMeCNPhenylBPin 構 造 を 有 す る PET 型 蛍 光 性 セ

1に帰属可能であるが、 H NMR スペクトルおよび単結晶 X

ンサーにおいて、BPin は、水の不在下で PET を活性化

− 41 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

して蛍光消光を引き起こすだけでなく、水の添加に伴いPET 不活性（蛍光発光）体を形成するために必要不可欠な（引用文献）
1） H. S. Jung, P. Verwilst, W. Y. Kim, J. S. Kim, Chem.
Soc. Rev., 2016, 45, 1242‒1256.

部位であることが明らかとなった。このように本研究では、Anthracene-AminoMeCNPhenylBPin 構 造 の 水 分 検 出 メ2） F. Jacob, Molecular Fluorescence（Ed. B. Valeur），

カニズムを徹底解明することで、高感度な PET 型蛍光性

WILEY-VCH, Weinheim, 2002, Chap. 10, pp. 273‒350.

水センサーの開発のための有用な分子設計指針を提供する

3） Y. Ooyama, Sustainable and Functional Redox
Chemistry, ed. Inagi, S., the Royal Society of Chemistry,

ことができた。

５．総

Cambridge, UK, 2022, Chap.13, pp. 300‒330.

括4） T. Fumoto, S. Miho, Y. Mise, K. Imato, Y. Ooyama,
RSC. Adv., 2021, 11, 17046-17050.

本研究課題で得られた知見に基づいて、PET 型蛍光性水センサーを酸化チタン（TiO 2）に吸着あるいはポリマー

5） S. Miho, T. Fumoto, Y. Mise, K. Imato, S. Akiyama,に分散させたフィルムの作製および基板表面へ固定化し、M. Ishida, Y. Ooyama, Mater. Adv., 2021, 2, 7662-7670.

水分に対する光応答性を調査することで、製品中や表面に6） S. Miho, K. Imato and Y. Ooyama, RSC. Adv., 2022,
12, 25687-25696.

存在する水分をピンポイントで検出および裸眼で目視できる光応答性材料の創製を図りたい。例えば蛍光性水セン

7） T. Fumoto, K. Imato, Y. Ooyama, New, J. Chem.,
2022, 46, 21037‒21046.

サーを吸着させた TiO 2 微粒子を作製することができれば、TiO 2 を含む化粧品（ファンデーション、日焼け止めクリー

8） M. A. Dvorak, R. S. Ford, R. D. Suenram, F. J. Lovas,

ムおよびパックなど）の製造過程における水分の分散状況

K. R. Leopold, J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 108-115.

をリアルタイムでモニタリングできる解析方法や、製品中

9） M. Asakura, M. Ōki, S. Toyota, Organometallics,
2000, 19, 206-208.

における水分の分散状況や肌へ塗った際の広がり（塗ムラ）を追跡する試験手法など、化粧品中および表面の水分をピ

10）L. R. Ortega-Valdovinos, J. Valdes-Garcıía, I. J.

ンポイントで検出・可視化する分析技術を提供できるもの

Bazany-Rodríguez, J. C. Lugo-González, A. Dorazco-と考えている。

González, A. K. Yatsimirsky, New J. Chem., 2021 , 45 ,15618 - 15628 .

− 42 −

装着感のない皮膚貼付型ナノ透明薄膜の創製と芳香・消臭能の精密制御
東海大学工学部応用化学科／マイクロ・ナノ研究開発センター

岡村陽介

Fragrant products have been paid much attention to improvement of quality of life. However, their effect is often
insufficient due to flowing by sweats and short-term evaporation of odor molecules. We have proposed polymer ultra-thinfilms (often called nanosheet) with a film thickness of nanoscale. These nanosheets have shown an excellent adhesivenesson various interfaces via a physical adsorption. In this study, we proposed freestanding polysaccharide nanosheets andnanofibers and evaluate their control of fragrant and deodorant ability. For fragrant materials, free-standing crosslinked
chitosan nanosheets carrying cyclodextrin (CD) were successfully fabricated by a spin-coating process. When linalool as amodel was dropped on the CD nanosheets, volatilization of linalool was prolonged compared to the control. This prolonged
effect of β-CD-nanosheet was higher than that of γ-CD-nanosheet. This result indicates the volatilization of linalool wascontrolled by β-CD on CS nanosheets. For deodorant materials, free-standing crosslinked nanofiber-sheets composed ofchitosan were successfully fabricated by electrospinning, crosslinking, and sacrificial layer process. The obtained nanofibersheet were still transparent, and easily adhered onto skin. Based on detection of the amine groups using fluorescamine, trans2-nonenal, which is a causative compound of the aged body odor, could be covalently bound via amino groups of chitosannanofiber-sheets.

１．緒

我々は、厚みをナノ寸法に制御した生体適合性高分子か言らなる 2 次元ナノ材料「ナノ薄膜」を提案してきた 5 - 9）。興「におい」
はヒトの生活と密接に関与している。におい分

味深いことに、100 nm 以下の膜厚にすると、ナノ厚特有

子は揮発性の低分子有機化合物であり、世の中には数十万の柔軟性と平滑面ゆえに、貼りたい界面の凹凸に追従しな

1）

2）

種存在するといわれている 。嗅覚受容体が発見 されてがら面接触吸着でき、極めて高い接着性が発現するユニー

以来、これまで数多くの受容体が同定されており 3）、におクな現象を見出した。このため、接着剤を使用せず物理吸

い分子の濃度が pM-nM レベルであっても嗅覚受容体を介着のみで肌に貼付できる。また、透明なため貼っても目視4）して高感度に検知される 。従って、においがそのヒトのできず装着感すらないことも特筆すべき点である。さらに、第一印象を決定するといっても過言ではなく、においが注

極細径由来の高い比表面積を有するナノファイバーからな目される要因である。

る自己支持性薄膜の調製にも成功している。

近年、体臭（加齢臭・汗臭等）
等の不快な臭いを消し、好本研究では、におい分子の吸着・徐放を制御した「皮膚みの香りをつけて個性を演出する等、肌に塗布・噴霧する

貼付型ナノ薄膜・ナノファイバー薄膜」を創製し、その芳香・消臭・芳香剤が市場を賑わしている。消臭剤は、加齢臭消臭能評価を行うことを目的とした。ここでは、芳香ある（trans- 2 - ノネナール、皮脂酸化物）
や汗臭（アンモニア等）

いは悪臭におい分子モデルとして、それぞれリナロールを標的とし、物理吸着法、化学吸着法、生物学的手法にて（ラベンダー由来）、trans- 2 -nonenal（加齢臭の原因成分 ,消臭する。芳香剤は香料を配合した香水が代表例であり、不飽和アルデヒド）を選定した。芳香制御として、生体適

不快な臭いを香りでごまかす感覚的消臭法に分類され、し合性を有するキトサンからなるナノ薄膜に、有効成分とな

ばしば前者と組合せて使用する。しかし、いずれも液状・るにおい分子包接体（シクロデキストリン , CD）を搭載し、粉末状であり肌に塗布あるいは噴霧する用法のため、有効におい分子の包接・徐放能を持続させる仕組みを提案する。

成分は汗等で流れてしまうほか、におい分子は揮発性のた消臭制御として、比表面積の向上を期待したキトサンナノ

め芳香・消臭能の持続性が不足しているという課題が残さ

ファイバー薄膜を創製し、シッフ塩基を形成して trans- 2 -れている。

nonenal を捕集、消臭する仕組みを提案する。
Fabrication of Adhesive and Transparent
Nanosheets and Their Control of Fragrantand Deodorant Abilities

2．方法

2 . 1. CD 担持キトサンナノ薄膜の調製と芳香制御能評価

Yosuke Okamura
Department of Applied Chemistry,
School of Engineering, Tokai University
Micro/Nano Technology Center, Tokai
University

2. 1. 1. CD担持キトサンナノ薄膜の調製法
SiO 2 基板（20 × 20 mm 2）上にセルロースアセテートのジ
オキサン溶液（40 mg/mL）をスピンコート（4,000 rpm, 20 s）− 43 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

スピンコート（6 , 000 rpm, 60 s）し、キトサンナノ薄膜を

2 . 2 . キトサンナノファイバー薄膜の調製と消臭制御
能評価調製した。キトサン間の架橋並びにナノ薄膜に CD を担持

2. 2. 1. キトサンナノファイバー薄膜の調製法

し犠牲膜とした。続いて、キトサン水溶液（10 mg/mL）をするためにジフェニルメタンジイソシアネート（MDI）を

SiO 2 基板（30 × 30 mm 2）上にポリスチレンスルホン酸用いた。MDI、β-CD あるいは γ-CD、トリメチルアミン

ナ ト リ ウ ム 水 溶 液（PSS：200 mg/mL）を ス ピ ン コ ー トを混合した DMF 溶液（0 . 5 mL）にキトサンナノ薄膜を基（4000 rpm, 60 s）し、犠牲層とした。次いで、電界紡糸板ごと浸漬後、加熱（70 ℃，1 h）した。DMF で洗浄後、ア法（NANON- 03 , メック社製）を用いて、キトサン溶液

セトン中で犠牲膜を溶解させ、β-CD あるいは γ-CD 担持（5 . 6 wt% in TFA/CH 2 Cl 2 = 4 / 1（v/v））溶 液 を シ リ ン ジ

キトサンナノ薄膜を得た。なお、比較対照として、CD（ノズル径 27 G）に注入し、PSS を成膜した SiO 2 基板上をを担持させないキトサンナノ薄膜を調製した。ナノ薄膜

ターゲットとして紡糸した（印加電圧 : 30 kV, 送り速度：の表面観察並びに膜厚測定は、走査型電子顕微鏡（FE-1 . 0 mL/h, ノズル－ターゲット距離 : 200 mm）。その後、

SEM S- 4800 , 日立ハイテク社製）、触針式表面形状測定器

1 , 4 - フェニレンジボロン酸（PBA）溶液（30 ‒ 250 mM）を用（DektakXT，ブルカー社製）
を用いた。

いて架橋を施し（r. t., 2 h）
、エタノールにて洗浄した。そ2. 1. 2. におい分子包接能評価の後、SiO 2 基板ごと蒸留水に浸漬して犠牲層を溶解させ、リナロール（0 . 2 mL）を充満させた密閉瓶（容量 350 mL）
中に、SiO 2 基板上の β-CD あるいは γ-CD 担持キトサンナ

キトサンナノファイバー薄膜を得た。
2. 2. 2. キトサンナノファイバー薄膜のFT-IR分析

ノ薄膜（30 × 30 mm 2）を静置した（r. t., 15 h）。その後、ナ

キトサンナノファイバー薄膜の PBA 架橋濃度を決定す

ノ薄膜に包接したリナロールをアセトン（1 mL）で抽出しるするため、アルミホイル上をターゲットとし、2 . 2 . 1 .

た。抽出液をガスクロマトグラフィー分析（GC- 8 A, 島津と同条件で電界紡糸した。ピンセットでファイバー薄膜を製作所製）に供し、ナノ薄膜の単位面積当たりのリナロー

回収後、（PBA）溶液（30‒250 mM）を用いて架橋を施した（r.

ル包接量を定量した。

t., 2 h）。その後、ホモジナイザー（NS‒ 57 , マイクロテック・

2. 1. 3. におい分子揮発制御能評価

ニチオン社製）を用いてキトサンナノファイバー薄膜をエ

β-CD あるいは γ-CD 担持キトサンナノ薄膜をポリエチ

タノール中にて裁断し、t- ブチルアルコールに置換して凍レン基板（10 mmφ）上に貼付した。その上にリナロール

結乾燥した。得られた粉末を臭化カリウムと混合してペレ溶液（30 %（v/v），10 µL）を滴下し、恒温恒湿下（25 ℃，湿ットを作成し、FT-IR 分析（FTIR- 8400 S, 島津製作所社製）

度 40 %）、開放系の状態で静置した。所定の時間（10 min,に供した。この時、吸光度に変換し、キトサンがもつ N-

1 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 24 h）経過後、ナノ薄膜貼付 PE

アセチル基由来の C=O 伸縮振動に対する PBA のベンゼン基板をサンプル瓶に入れ、セプタムラバーで密閉した。5環由来の C-H 伸縮振動の比を算出し、PBA 架橋の進行具

分間静置後、NeedlEx（信和化工社製）を取り付けた気体捕合を判定した。

集ポンプを用いてサンプル瓶内の気体を採取し、ガスクロ

2. 2. 3. trans-2-nonenalを吸着させた際のキトサンナノ

マトグラフィー分析に供して気相中のリナロールの揮発量

ファイバー薄膜のアミノ基定量を定量した。

上述した条件でキトサンナノファイバー薄膜を紡糸した

2. 1. 4. ジボロン酸誘導体を架橋剤としたβ-CD担持キト

SiO 2 基板を密閉容器（100 mL）内に置き、trans- 2 -nonenal

サンナノ薄膜の調製のエタノール溶液（0 . 575 mM- 57 . 5 mM）と接触させない

SiO 2 基板（20 × 20 mm 2）上にセルロースアセテートのように静置した（r. t., 20 h）。SiO 2 基板を回収し、蒸留水

ジオキサン溶液（40 mg/mL）をスピンコート（4000 rpm,

（2 mL, 10 min）でキトサンナノファイバー薄膜を溶解さ20 s）し、犠牲膜とした。次いで、キトサン（10 mg/mL）せた。得られた溶液にフルオレスカミン（0 . 075 mg/mL,／ポリビニルアルコール（1 mg/mL）混合水溶液をスピン

670 μL）を加え蛍光発色させた後（r. t., 1 h）
、マイクロプコート（4000 rpm, 60 s）しキトサンナノ薄膜を調製した。

レートリーダーを用いて蛍光強度を測定した。

得られた基板を 1 , 4 - フェニレンジボロン酸
（PBA）
の DMF

３．結果と考察

溶液に浸漬した（r. t., 1 h）
。DMF で洗浄後、β-CD 溶液にナノ薄膜を浸漬し（70 ℃, 24 h）、DMF で洗浄後に加熱乾3 . 1. CD 担持キトサンナノ薄膜の調製と芳香制御能評価

燥した（60 ℃, 1 h）
。最後に、アセトン中で犠牲膜を溶解さ
β-CD 担持キトサンナノ薄膜を得た。ナノ薄膜の膜厚は、せ、3. 1. 1. CD担持キトサンナノ薄膜の調製と物性

触針式表面形状測定器（DektakXT）
を用いて測定した。

キトサン及び CD の水酸基、キトサンのアミノ基を標的とし、架橋剤（MDI）のイソシアネート基を介した共有結合（ウレタン結合・ウレア結合）にて、β-CD あるいは− 44 −

装着感のない皮膚貼付型ナノ透明薄膜の創製と芳香・消臭能の精密制御

γ-CD 担持キトサンナノ薄膜を調製した。SiO 2 基板ごとアは 4 倍以上となった（β-CD 担持キトサンナノ薄膜 : 1 . 30

セトン中に浸漬させたところ、犠牲膜であるセルロースア± 0 . 52 nmol/cm 2、γ-CD 担 持 キ ト サ ン ナ ノ 薄 膜 : 1 . 41 ±セテートが溶解し、基板の形状を維持した状態で透明性

0 . 65 nmol/cm 2）。以上より、キトサンナノ薄膜に表面修の高い自己支持性ナノ薄膜が得られた（Fig. 1 a）。ナノ薄飾された CD によってリナロールが有意に包接されたこと

膜を水中に展開しても不溶であったことから、MDI によを支持しており、密閉系では β-CD、γ-CD のリナロールってナノ薄膜を構成するキトサンの架橋も進行したと考え

包接能は同等であると判断した。

られる。得られたナノ薄膜を走査電顕観察したところ、ナ
ノ薄膜表面は破断なく平滑であった（Fig. 1 b）
。また、得

3. 1. 3. â-CDあるいはã-CD担持キトサンナノ薄膜のにおられたナノ薄膜は肌に貼付することも可能であり、目立たい分子揮発制御能

ず装着感すらないことも特筆すべき点であった。今回調製

2 . 1 . 3 . に記載の方法に従い、ポリエチレン基板に貼付しした β-CD あるいは γ-CD 担持キトサンナノ薄膜の膜厚は、た各種ナノ薄膜上にリナロール溶液を滴下し、開放系の状それぞれ 106 ± 9 nm、110 ± 9 nm と算出された。この時、態で静置した。経時的に密閉したサンプル瓶内に基板を 5

キトサン水溶液をスピンコート際の回転数によって膜厚を分間静置し、気相中のリナロールの揮発量を定量した。ま制御可能であることも確認した。

ず、比較対照としてナノ薄膜を貼付しない基板に直接リナ

3. 1. 2. â-CDあるいはã-CD担持キトサンナノ薄膜のにおロールを滴下した場合、気相中のリナロール濃度は時間

い分子包接能経過とともに顕著に減少した（Fig. 3 , 黒カラム）。これと2 . 1 . 2 . に記載の方法に従い、リナロールを充満させた比較して、CD を担持していないナノ薄膜を貼付した場合、密閉瓶中に各種ナノ薄膜を静置した際の包接されたリナロ

静置 4 時間以降、気相中のリナロール濃度が増大していた。

ールを測定した。その結果、CD 未担持キトサンナノ薄膜

これは、リナロールがナノ薄膜に非特異的に吸着して揮発でも非特異的にリナロールが包接され、単位面積当たりのが抑制され、緩やかに徐放されたためと考えられる（Fig.

2

リナロール包接量は 0 . 30 ± 0 . 27 nmol/cm であった（Fig.

3 , 白カラム）。そこで、β-CD 担持キトサンナノ薄膜を貼

2）。そこで、CD 担持キトサンナノ薄膜で同様の試験を付した場合、他群と比較して静置 1 時間以降から気相中の行ったところ、CD 未担持体と比較してリナロール包接量

リナロール濃度が有意に増大した（Fig. 3 , 赤カラム）。これは、リナロールがナノ薄膜表面の β-CD に一旦包接されて揮発が抑制され、時間経過とともに徐放する効果が発現したためと考えられる。しかし、γ-CD 担持キトサンナノ
薄膜を貼付した場合、その効果は見られず、CD を担持していないナノ薄膜と同程度であった（Fig. 3 , 灰色カラム）。
これは γ-CD の内径がリナロールに対して大きく、包接はするものの徐放効果が見られなかったためと考えられる。

Fig. 1 （a）Macroscopic image of âCD-nanosheet composedof chitosan suspended in acetone.（b）SEM image of âCDnanosheet attached on alumina porous filter（Anodisc®）．

Fig. 2 Inclusion amount of linalool on âCD -or ãCD
nanosheet under a closed condition（N=3, Mean ± S.D.）．

以上より、β-CD 担持キトサンナノ薄膜はリナロールの揮発を制御し、長時間徐放できることを明らかにした。

Fig. 3 Concentration of linalool released in air using âCDor ãCD nanosheet（N=7, Mean ± S.E.）．

− 45 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

3. 1. 4. ジボロン酸誘導体を架橋剤としたâ-CD担持キト

大したことからも架橋は十分進行したと考えられる。そサンナノ薄膜の調製

こで、FT-IR 分析から、最適な PBA 架橋濃度を判定した。

上述までは、架橋剤（MDI）のイソシアネート基を介し具体的には、得られたスペクトルを吸光度に変換し、キた共有結合にて CD 担持キトサンナノ薄膜を調製してきた。

トサンがもつ N- アセチル基由来の C=O 伸縮振動に対する

しかし、イソシアネート基は水で失活しやすい他、共有結合

PBA のベンゼン環由来の C-H 伸縮振動の吸光度比を算出

で CD と結合するため、ナノ薄膜表面の CD 担持量を直接した。その結果、少なくとも PBA を 125 mM 以上仕込め

定量するのは難しい。そこで、ジオール骨格と反応し、弱ば、吸光度比が増大しそれ以上は変化しなかったことから、酸性条件下ではその結合が解離することが知られているジ

PBA の架橋濃度を 125 mM と決定した。

ボロン酸誘導体を架橋剤として着目した。表面に結合した

3. 2. 2. trans-2-nonenalを吸着させた際のキトサンナノ

CD 担持量を定量化することを期待している。2 . 1 . 4 . に記

ファイバー薄膜のアミノ基定量

載の方法に従い、PBA を架橋剤とした β-CD 担持キトサン

キトサンナノファイバー薄膜（未架橋）を蒸留水に溶解し、ナノ薄膜の調製法を新たに検討した。SiO 2 基板ごとアセ

アミノ基定量試薬であるフルオレスカミンと反応させたとトン中に浸漬させたところ、犠牲層であるセルロースアセ

ころ蛍光発色したことから、アミノ基が確実に残存していテートが溶解し、基板の形状を維持した状態で透明性の高ることを確認した（Fig. 6）。そこで、濃度の異なる trans-

いナノ薄膜が得られた。得られたナノ薄膜を水中に展開し2 -nonenal で充満させた密閉容器内にキトサンナノファイても不溶であったことから、PBA によってナノ薄膜を構

バー薄膜を静置して蒸留水で溶解させた後、同測定をした成するキトサン・ポリビニルアルコールの水酸基を介してところ、trans- 2 -nonenal の濃度の増大と共に蛍光強度は架橋されたことを支持した（Fig. 4）。今回調製した β-CD

減少していた（Fig. 6）。これは、キトサンナノファイバー担持キトサンナノ薄膜の膜厚は 161 ± 11 nm であり、未架薄膜のアミノ基を介して、trans- 2 -nonenal（不飽和アル橋体（148 ± 9 nm）と比較して約 10 nm 程度上昇した。今デヒド）とシッフ塩基を形成し、アミノ基が減少したため後は、酸性条件下で β-CD を脱離させ、表面結合量を定量と考えられる。以上より、キトサンナノファイバー薄膜はする計画である。

3 . 2 . キトサンナノファイバー薄膜の調製と消臭制御
能評価
3. 2. 1. キトサンナノファイバー薄膜の調製と物性
キトサンナノファイバーの不溶化に向け、キトサンの水酸基に反応するジボロン酸誘導体（PBA）を架橋剤に選定し、キトサンのアミノ基を潰さない戦略とした。実際、
125 mM の PBA にて架橋後、キトサンナノファイバーを
SiO 2 基板ごと蒸留水に浸漬させたところ、犠牲層である
PSS が溶解し、基板の形状を維持した状態で透明なキトサ
ンナノファイバー薄膜が得られ、架橋が十分進行して水にFig. 5 （a）Macroscopic image of chitosan nanofiber-sheet
crosslinked with PBA suspended in water.（b）SEM imageof chitosan nanofiber-sheet attached on alumina porous
filter（Anodisc®）．

不溶化したと判断した（Fig. 5 a）
。実際、キトサンナノフ
Fluorescence intensity (/g)

ァイバー薄膜の表面を電顕観察したところ、繊維構造を維持していた（Fig. 5 b）
。この時、未架橋体の繊維径（221± 51 nm）と比較して、架橋体（350 ± 95 nm）では 1 . 6 倍増

Fig. 4 Macroscopic image of（a）âCD-nanosheet withoutcrosslinking with PBA suspended in acetone, and（b）
âCD-nanosheet crosslinked with PBA suspended in water.

Fig. 6 Fluorescence intensities of chitosan nanofiber-sheetb efo re af te r re a ctio n wit h t r a n s - 2 - n o n e n al by afluorescamine assay.

− 46 −

装着感のない皮膚貼付型ナノ透明薄膜の創製と芳香・消臭能の精密制御

trans- 2 -nonenal を化学吸着可能であることを間接的に実3） S. Ihara, K. Yoshikawa, K. Touhara. Chemosensory
signals and their receptors in the olfactory neural

証した。

４．総

system. Neuroscience 254, 45-60（2013）．

括4） U.B. Kaupp. Olfactory signalling in vertebrates
and insects: differences and commonalities. Nat. Rev.

本研究では、におい分子の吸着・徐放を制御した「皮膚Neurosci. 11, 188-200（2010）．

貼付型ナノ薄膜・ナノファイバー薄膜」を創製した。芳香制御として、β-CD あるいは γ-CD 担持キトサンナノ薄膜5） Y. Okamura, K. Kabata, M. Kinoshita, D. Saitoh, S.

の調製法を確立した。得られたナノ薄膜は肌に貼付するこ

Takeoka. Free-standing biodegradable poly（lactic

とも可能であり、目立たず装着感すらないことも特筆すべacid）nanosheet for sealing operations in surgery. Adv.

き点であった。この時、β-CD 担持キトサンナノ薄膜はリ

Mater. 21, 4388-4392（2009）．

ナロールの揮発を制御し、長時間徐放できることを明らか

6） Y. Okamura, K. Kabata, M. Kinoshita, H. Miyazaki,にした。消臭制御として、比表面積の向上を狙いキトサン

A. Saito, T. Fujie, T. Ohtsubo, D. Saitoh, S. Takeoka.

ナノファイバー薄膜の創製法を確立した。得られたキトサ

Fragmentation of poly（lactic acid）nanosheets andンナノファイバー薄膜は trans- 2 -nonenal を化学吸着可能

patchwork treatment for burn wounds. Adv. Mater. 25,

であることを実証した。

545-551（2013）．
7） T. Komachi, H. Sumiyoshi, Y. Inagaki, S. Takeoka,謝辞Y. Nagase, Y. Okamura. Adhesive and robust multilayered poly（lactic acid）nanosheets for hemostatic

本研究を遂行するにあたり、ご支援を頂きました公益財
団法人コーセーコスメトロジー研究財団に深く御礼申し上

dressing in liver injury model. J. Biomed. Mater. Res.

げます。東海大学大学院工学研究科応用理化学専攻 土屋B 105, 1747-1757（2017）．

笙子氏、岩松宏徳氏、藤田崚平氏に記して謝意を表する。

8） H. Zhang, A. Masuda, R. Kawakami, K. Yarinome, R.
Saito, Y. Nagase, T. Nemoto, Y. Okamura. Fluoropolymer（引用文献）

nanosheet as a wrapping mount for high quality tissue
imaging. Adv. Mater. 29, 1703139（2017）．

1） 東 原 和 成 . 進 展 す る 化 学 感 覚 の 科 学 . 現 代 化 学 9,

9） H. Zhang, T. Aoki, K. Hatano, K. Kabayama, M.

23-25（2014）．
2） L. Buck, R. Axel. A novel multigene family may

Nakagawa, K. Fukase, Y. Okamura. Porous nanosheet

encode odorant receptors: a molecular basis for odor

wrapping for live imaging of suspension cells. J. Mater.

recognition Cell 65, 175-187（1991）．

Chem. B. 6, 6622-6628（2018）．

− 47 −

多孔性金属錯体による化粧品成分の経皮 DDS 製剤の開発
大阪医科薬科大学薬学部

門田和紀

A spray-dried cyclodextrin-based metal-organic framework (CD-MOF) with tunable physicochemical properties, suchas crystallinity, porosity, and dissolution properties, was fabricated. The spray-drying precursor properties, including ethanol
volume ratio, incubation time, and precursor concentration, were optimized for controlled crystallization. The spray-dried
CD-MOF products exhibited various physicochemical properties in terms of morphology, X-ray diffraction (XRD) peakintensity, and specific surface area. Thus, amorphous, partially crystalline, and highly crystalline spray-dried CD-MOFs
were identified. By introducing ketoconazole (KCZ) to the precursor, the surface area of the CD-MOF product was enhanced
compared with that of the plain CD-MOF prepared using the same parameters. The presence of KCZ in the hydrophobic
cavity between the two γ-CD molecules may facilitate CD-MOF crystal growth. As determined by the dissolution test,
the CD-MOF particles exhibited different dissolution behaviors, which is attributed to the position of KCZ. Regarding
flexibility, the design of tunable spray-dried CD-MOFs may contribute to various research fields. The spray-dried CD-MOF
including drugs could be applied to the transdermal drug delivery systems of cosmetic ingredients.

１．緒

A

言

近年、皮膚から薬物を吸収させる経皮薬物送達システム（TDDS）が，低侵襲な薬物投与法として注目されている 1）。
一方、化粧品開発においては、経皮吸収ではなく、皮膚の角層へ適切な量の有効成分を適切な濃度で保つことが求められている。つまり、角層で留めておくような製剤開発
が、有効性及び安全性において重要である。そこで、新たB

な化粧品製剤の素材となりうる、多孔性金属錯体（metalorganic frameworks：MOF）に注目した。多孔質材料については、ナノスケールの細孔が規則正しく配列した構造をもつことから、薬物送達システムへの適用が期待されている 2）。中でも、MOF は細孔の大きさや形を制御できることに加えて、有機と無機のハイブリッド化が織りなす特性を示すことから、従来の多孔質材料では成し得ない新奇物
性・機能の創出が盛んに研究されている 3 - 5）。構成する金属と有機配位子の組み合わせによっては、数万種類にも及ぶ MOF を作製することが理論上において可能とされていFig. 1 Schematic illustrations of（A）CD-MOF and（B）
detailed structure of CD-MOFる。特に、製剤設計を考慮して MOF の中でも環状のオリゴ糖である γ-cyclodextrin（γ-CD）とカリウムから構成さ6）

水的であるため、（γ-CD）6 ユニットの中央部には親水性細れ、生体適合性や生分解性に優れる CD-MOF に着目した。

孔、ユニット間の接合部には疎水性細孔が形成され、それ

CD-MOF は、6 個の γ-CD から構成される立方体状の（γ-らが交互に連結している（Fig. 1）。この構造を利用するこCD）6 ユニットが体心立方格子の結晶構造をとる。γ-CD のとで、親水性及び疎水性の薬物を効率的に含有することが環状分子構造の外部は親水的であるのに対して、内部は疎期待できる 7）。本研究では、CD-MOF への有効成分の高含量含む製剤作製方法およびその製剤化についての検討を実施した。

Development of transderma l drugdelivery systems of cosmetic ingredientsusing metal-organic framework
Kazunori Kadota
Osaka Medical and Pharmaceutical
University

２．方
2 . 1. 試法

料

γ-Cyclodextrin（以下 γ-CD）、水酸化ナトリウム（以下KOH）を CD-MOF の原料として用いた。疎水性薬物とし− 48 −

多孔性金属錯体による化粧品成分の経皮 DDS 製剤の開発て Ketoconazole（以下 KTZ）を用いた。KTZ については抗真菌薬のクリーム剤として使用されており、皮膚への適用を想定したモデル化合物として使用した。Fig. 2 に γ-CD

３．結 果
3 . 1 . 噴霧乾燥法による CD-MOF の結晶性評価

及び KTZ の構造式を示す。

従来の CD-MOF の合成法には、蒸気拡散法が利用されている 9）。蒸気拡散法では γ-CD と KOH を［K］/［γ-CD］

2 . 2 . 調製方法及び評価方法= 8 で調製した強塩基性水溶液に対してメタノールまたは

空間分解プロセスであるバッチ合成に対して、噴霧乾燥

エタノールを蒸気で供給することによって白色の結晶が得

法は連続フロー式の時間分解プロセスであり、合成規模はられる。しかし、この方法では結晶が析出するまでに数

流量及び操作時間で決定される。Garzón-Tovar らは噴霧

日から数週間に及ぶ比較的長い時間を要する。また、CD-

乾燥法を初めて MOF 合成に適用し、有機系の液体原料（スMOF 内 へ の 薬 物 含 量 に つ い て も 非 常 に 低 い。γ-CD とラリー）を粉末化して結晶性 MOF の凝集体が得られるこ

KOH の強塩基性水溶液に CD-MOF が不溶な溶媒としてエ8）とを報告した 。そこで、我々は CD-MOF について、固タノールを直接添加する貧溶媒晶析法を用いれば、合成時

体濃度（solid concentration, 以下 SC）を 3 - 27 mg/mL、溶間を相当短縮できるが、それでもなお 1 日程度かかり、薬媒組成としてエタノール（以下 EtOH）を 0 - 40 %、及び浸物含量についても比較的小さい。そこで、筆者らは CD-

とう時間 （以下 Time）を 0 - 48 h と設定し噴霧乾燥法によMOF の合成に噴霧乾燥法を適用し、シングルミクロンのり粒子を作製した。精製水に γ-CD 及び KOH を溶解させ低密度で球形の微粒子を調製した 7）。この方法で合成した

た後、溶液を 400 rpm で撹拌してエタノールを加えて各溶

CD-MOF は薬物含量も高く、製剤設計への展開が期待で媒組成に調整し、各浸とう時間を経てスプレードライヤー

きる。一方で、噴霧乾燥法により粒子を作製するために、（Büchi mini Spray Dryer B- 290）を用いて噴霧乾燥粒子

他の CD-MOF に比べると結晶性が低くなる。CD-MOF の（Spray-dried particles：SDPs）を調製した。モデル化合物

結晶性向上を目的として、噴霧溶液にエタノールを添加しとして使用した KTZ は、水への溶解性が非常に低いため、て金属錯体の自己組織化促進を図ったところ、CD-MOF

固体濃度が 4 mg/mL（以下 KTZ= 4）となるようにエタノーが結晶化することが確認された（Fig. 3）。結晶化は CD-

ルに溶解させ、溶液に加えた後に SDPs を調製した。噴霧MOF の比表面積と細孔容積の増加をもたらし、それに伴乾燥条件は入口温度 130 ℃、出口温度 57 - 67 ℃、噴霧液

い薬物含有量も増加する。

速度 5 . 5 mL/min、噴霧空気量 473 L/h とした。得られた

そこで、Fig. 4 に各パラメータを変化させたときの CD-®

粒子の粒子形態については走査型電子顕微鏡（Miniscope

MOF の粉末 X 線回折測定の結果を示す。調製した SDPs

TM 3030）、結晶性については粉末 X 線回折測定（Powder

では固体濃度 27 mg/mL において、エタノール 40 % のみ、

X-ray diffraction patterns：PXRD）
を用いて評価した。ま

浸とう時間 0、6、48 時間の各時間で CD-MOF 特有のピ

た、Brunauer-Emmett-Teller（BET）法により比表面積測ークがみられ、CD-MOF 結晶が形成されていることが確定を行った。さらに、KTZ を封入した SDPs の薬物含有量認された。KTZ を封入した SDPs ではエタノール 40 % でを測定し、KTZ 濃度として 1 mg/mL となる SDPs を用い

CD-MOF 結晶が形成できていることが確認された。固体て溶出試験を行い、溶出性についても評価した。

濃度 15 mg/mL 以下、エタノール 20 % 以下の粒子は CD-

A

B

Fig. 2

Chemical structures of（A）ã-Cyclodextrin（ã-CD）and（B）Ketoconazole（KTZ）．

− 49 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

Fig. 3Comparison between amorphous CD-MOF and crystallized CD-MOF.

MOF 特有のピークが認められず、アモルファス CD-MOF
であることが示唆される。これは、固体濃度及び貧溶媒割合を上昇させることで、CD-MOF 結晶の核生成が促進されると考えられる。さらに浸とう時間を増やすことで、
CD-MOF 結晶の成長が進行し、CD-MOF 由来の特徴的なピークが確認できた。以上から、各パラメータが CDMOF の結晶化に重要であることがわかる。
Fig. 5 に各パラメータを変化させたときの SEM 写真により確認された粒子形態の違いについて示す。固体濃度及びエタノール割合を変化させることで、各 SDPs は粒子表面が滑らかな球体をとっているが、浸とう時間を長くす
ると、SDPs は時間経過とともに粒子表面にひび割れが確認でき、CD-MOF の結晶化が進んでいることが推測できる。さらに、薬物の KTZ を封入した SDPs ではエタノー
ル 40 % で粒子表面に凹凸があり、時間経過とともに凹凸が増加したことが確認された。このことから、時間経過や薬物封入によって結晶化が促進されていることが示唆された。

3 . 2 . 噴霧乾燥 CD-MOFに含有した薬物の放出挙動
Fig. 6 に KTZ を封入した SDPs の溶出試験の結果を示す。
KTZ 原末と比較して噴霧乾燥法により作製した粒子からの KTZ は溶出性が向上していることが確認された。ただし、アモルファス CD-MOF からの KTZ については溶出性
Fig. 4 PXRD patterns of CD-MOF powders prepared byvarying CD-MOF precursor concentration（3, 15, 27mg/
m L），etha nol volu me ratio（0 % , 2 0 % , 4 0 %），a ndincubation time（0h, 6h, 48h）．

は、結晶化した CD-MOF からの KTZ の溶出率に比べて低くなっている。さらに、噴霧乾燥前の振とう時間が長くなることで CD-MOF の結晶化が進むと、KTZ の CD-MOF− 50 −

多孔性金属錯体による化粧品成分の経皮 DDS 製剤の開発

Fig. 5 SEM images of CD -MOF powders prepared by varying CD -MOF precursor
concentration（3, 15, 27mg/mL），ethanol volume ratio（0%, 20%, 40%），and incubationtime（0h, 6h, 48h）．

Fig. 6 Dissolution behavior of untreated KCZ, physical mixture（PM）of KCZ/ã-CD, and spray-dried KCZ/CDMOF powders.

− 51 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

からの放出が遅くなり溶出速度が低下していることがわかる。つまり、CD-MOF の結晶化度の進行に伴い、薬物の（引用文献）
1） M. Hasan, A. Khatun, T. Fukuta, K. Kogure,
Noninvasive Transdermal Delivery of Liposomes by

放出速度及び溶出率を制御することが期待できる。

４．考Weak Electric Current. Adv. Drug Deliv. Rev., 1 5 4-察

155, 227-235, 2020.

噴霧乾燥法で粒子を作製する場合、液滴からの溶媒の蒸2） H. D. Lawson, S. P. Walton, C. Chan, Metal–Organic

発速度が速いため、非晶質状態になることが多い。今回作

Frameworks for Drug Delivery: A Design Perspective.

製した γ-CD と KOH とにおいては、噴霧乾燥法で作製す

ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 7004-7020, 2021.

ることで、当初非晶質構造であった。しかし、エタノー

3） D. De, P. Sahoo, The Impact of MOFs in pH-ルによる貧溶媒効果を利用して噴霧乾燥することで、CD-

dependent Drug Delivery Systems: Progress in the

MOF の結晶構造を形成させることに成功した。さらに、Last Decade. Dalton Trans., 51, 9950-9965, 2022.

この方法でモデル化合物であり、経皮への適用も考えられ

4） X. Gao, M. Zhai, W. Guan, J. Liu, Z. Liu, A. Damirin,

る KTZ を使って粒子を作製すると、より結晶化が進むこControllable Synthesis of a Smart Multifunctional

とも明らかとなった。特に、CD-MOF の結晶構造化の違Nanoscale Metal–Organic Framework for Magnetic

いにより、薬物の放出挙動が異なることが本研究で初めてResonance/Optical Imaging and Targeted Drug

明らかにすることができた。今後、この CD-MOF を使う

Delivery. ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 3 4 5 5-3 4 6 2,ことで、当初予定していた、水溶性であるビタミン C や脂2017.

溶性のビタミン E あるいはフラボノイド類など多数の成分

5） X. G. Wang, Z. Y. Dong, H. Cheng, S. S. Wan, W. H.

を配合することが可能であると考えられる。さらに、結晶

Chen, M. Z. Zou, J. W. Huo, H. X. Deng, X. Z. Zhang, A化を制御することで、pH 応答性等の違いにも影響を与え

multifunctional metal–organic framework based tumor

ることが考えられる。

targeting drug delivery system for cancer therapy.

５．総

Nanoscale, 7, 16061, 2015.  

括6） R. A. Smaldone, R. S. Forgan, H. Furukawa, J. J.

噴霧乾燥時のパラメータを変更することで結晶構造のGassensmith, A. M. Z. Slawin, O. M.   Yaghi, J. F.

異なる CD-MOF を形成することができ、結晶とアモルフ

Stoddart, Metal-Organic Frameworks from Edible

ァスの CD-MOF を調製可能である。結晶化を促進させてNatural Products. Angew. Chem., Int. Ed., 4 9, 8 6 3 0-

KTZ を CD-MOF 粒子内に取り込むことで、CD-MOF の8634, 2010.

結晶性がさらに進行した。この結果により、噴霧乾燥パラ

7） J. Y. Tse, K. Kadota, T. Nakajima, H. Uchiyama, S.

メータを変更し、CD-MOF の結晶化及び結晶成長を制御

Tanaka, Y. Tozuka, Crystalline Rearranged CD-MOF

することで、溶出特性を制御可能な製剤の調製が可能であParticles Obtained via Spray-Drying Synthesis Applied

ることを示した。本研究成果によって、CD-MOF を化粧to Inhalable Formulations with High Drug Loading.

品での新たな素材として利用することで、新規商品開発のCryst. Growth Des., 22, 1143-1154, 2022.
8） L. Garzón-Tovar, M. Cano-Sarabia, A. Carné-Sánchez,

一助となりうる可能性を示すことができた。

C. Carbonell, I. Imaz, D. Maspoch, A Spray-Drying
謝辞Continuous Flow Method for Simultaneous Synthesis
and Shaping of Microspherical High Nuclearity MOF

本研究を遂行するにあたり、ご援助を賜りました公益財

Beads. React. Chem. Eng., 1, 533-539, 2016.

団法人コーセーコスメトロジー研究財団に深く感謝申し上げます。

9） H. A. Patel, T. Islamoglu, Z. Liu, S. K. M. Nalluri, A.
Samanta, O. Anamimoghadam, C. D. Malliakas, O. K.
Farha, J. F. Stoddart, Noninvasive Substitution of K+

Sites in Cyclodextrin Metal Organic Frameworks by+

Li Ions. J. Am. Chem. Soc. 139, 11020-11023, 2017.

− 52 −

多くの水分子を保持した機能性親水コロイドの開発
昭和薬科大学唐澤悟

Hydrophilic-gels and -nanoparticles are paid much attention in medicinal and cosmetic fields. Especially in the fieldof contrast agents such MRI, fluorescence and RI, the functional nanoparticles, which form approximately 100 nm size
in solutions, are passively accumulated in tumor tissues, thus many researchers have reported the tumor-accumulating
nanoparticles based on the 100 nm. This tumor-accumulating behavior utilizing the nanoparticles is known as Enhanced
Permeability Retention (EPR) effect. Moreover, there is a deep relationship between MRI contrast agents and watermolecules; the high contrast ability is derived from presence of many water molecules around the contrast agents. Thus,
the hydrophilic nanoparticles, in which many water molecules are taken the core of the particle into, are promising as MRI
contrast agents with a high contrast ability. We have studied on the MRI contrast agents utilizing the organic radical. Because
the typical MRI contrast agents in clinical, which are consisted of Gadolinium ions (Gd) as a metal spin source, have someissues; renal disorder and brain accumulation by an excess usage. Accordingly, instead of Gd ion, the metal free contrast
agents consisting of organic radical are planned. This time, three nanoparticles consisted of radical species are prepared andthe physical parameters such rotational correlation time (τR) bases on the ESR signal intensity and width, T1-weighed image
with T1-relaxation time, hydrodynamic diameter (DH) by a dynamic light scattering (DLS), and morphology observationsof nanoparticles using a transmission electron microscopy (TEM). Due to checks of the hydrophilicity of the nanoparticles,
ClogP values of the nanoparticles were calculated by a ChemDraw Professional 16.0.
Three nanoparticles with organic radicals, RNP-OTHP, -OH, and OAc, were prepared according to a previous ourreport. In the DLS of the aqueous solutions, DH values for all RNP-X showed the similar 100 - 200 nm size-distribution. In
contrast, TEM images of RNP-OH and -OTHP showed the different morphology; film-like particles and spherical particles,
for RNP-OTHP and –OH, suggesting that the former and latter are vesicle-like and micelle-like particles, respectively. In
the contrast agent ability, the relaxivities (r1) of RNP-OH and -OAc, which are calculated by a slope of the plot of inverse
T1 relaxation times vs concentration of contrast agents, showed 0.17 and 0.31 mM-1s-1, respectively, indicating that thelatter is more than 1.7 time larger than that of the former, and the highest value among the radical nanoparticles reported
by our group. To reveal the relationship between r1 value and hydrophilicity, ClogP values were estimated to be -0.38 and1.4 for RNP-OH and -OAc, respectively. In the previous our report, the micelle-like nanoparticle, PRO2, possesses thesmaller ClogP (-0.037) and r1 (0.17 mM-1s-1) values rather than those of RNP-OAc. The above-mentioned results indicatethat the morphology of the nanoparticles are control by the ClogP value: the value of approximately 1.0 as a borderline, thenanoparticles with the smaller and larger ClogP value rather than 1.0, would form the micelle and vesicle-like morphology.
Accordingly, the vesicle-like nanoparticle based on own ClogP value caused the high r1 value of RNP-OAc.
Considering the above-mentioned results, by controlling the suitable ClogP value, the construction of the metal-free
MRI contrast with the high contrast ability (relaxivity: r1) is underway.

１．緒るガドリニウム錯体の導入、②金属を含まないメタルフリ

言ー造影剤のための有機ラジカルの導入、③マラリア・癌治

香粧品の素材として、多くの水分子を保持できるハイド
ロゲルは魅力的であり、これらを基盤として香粧品素材研

療効果を有するアルテミシニン類縁体導入などを行い、それらコロイド粒子の機能性について報告してきた 1 , 2）。

究が発展してきた経緯がある。親水性コロイドはハイドロ

MRI 造影剤は水分子との間に非常に密接な関係があり、ゲルと同様に多くの水分子を保持できる点と、ハイドロゲ

この関係性について我々が開発してきたナノ微粒子型造影

ルに比べて機能性を付与しやすい点で魅力的な素材である。

剤に加え、ガドリニウム原子と有機ラジカルのスピン量子

我々のグループでは、機能性コロイド粒子の研究を進めて数（S）を使って説明する 3）。画像診断法においては、MRI

おり、最近では両親媒性側鎖を導入した超分子型ウレアベ

造影剤が体内へ投与された組織画像はより強調される（輝ンゼン誘導体を基本骨格として、① MRI 造影機能を有す度が高い白い画像と黒い画像のコントラスト比が大きい）のが一般的である。これは造影剤の造影能によって T 1 とT 2 緩和時間（縦緩和と横緩和）の短縮効果がバックグラウ

Development of Functional Hydrophilic
Colloids Containing Many Water Molecules

ンドと比べて著しく大きいことを意味する。造影能を大きくする即ち緩和時間短縮には、電子スピン（不対電子）を有する分子即ち磁石のような物質がスピン源として働いてSatoru Karasawa

いる。短縮効果はスピン種のスピン量子数（S）に対して強Showa Pharamaceutical University

く反映するため、元素で最も大きい S= 7 / 2 を有するガド− 53 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

リニウムを含む造影剤がひろく臨床現場で用いられてい形態観察を行った。さらに、環境応答型蛍光分子 N 15 Clる。またガドリニウム錯体のような金属を含まないメタル

を PRO 1 と PRO 2 中に導入し 6）、ラジカル周辺の水環境

フリーの造影剤では、代替として有機ラジカルを用いる戦について蛍光強度から考察を行った。その結果、PRO 1

略が示されており、ガドリニウム錯体で報告されているいは 100 nm サイズのナノ微粒子であり、混合した N 15 Cl の

くつかの副作用、例えば腎障害や脳蓄積などを示さない新

蛍光強度低下や TEM 観察より、ナノ微粒子はベシクル状

しいタイプの造影剤構築を目指している。しかしながら有構造であると判断した（Fig. 2 と 3）
。一方 PRO 2 について、

機ラジカルは S= 1 / 2 と小さく、緩和時間短縮効果が著し同様に 100 nm 程度のナノ微粒子であるが、TEM 観察やく低い欠点がある。この欠点を克服するために、我々はナ

N 15 Cl の蛍光強度からミセル状構造のナノ微粒子である

ノ微粒子化と微粒子中の水分子に着目した研究を実施してと判断した（Fig. 2 と 3）
。ベシクル状の PRO 1 は水分子がきた 3 , 4）。先に緩和時間短縮効果には S の大きさが重要で微粒子内へ入り込んでいるため、スピン源である NO と接あると述べたが、それ以外の要因も重要であり 1）分子の触または水素結合しやすいのに対して、PRO 2 ではミセ

回転相関時間の延長、2）スピン結合水の最適化、などが挙ル状となるため、水分子が少ない疎水性部がナノ微粒子のげられる。1）や 2）は複雑な要因が絡んだ結果示されるパ内側に存在し、その疎水部へ NO が配置された可能性を考

ラメータであるが、平たく言うと 1）はスピンを含んだ分えている。即ち、水分子が多く集まっている部位へ NO が子のサイズが大きいほど分子運動が抑制されて回転相関時配置された PRO 1 の緩和能は大きくなり、水分子が少な

間が延長となる。即ちナノ微粒子化することで緩和時間短い部位へ NO が配置されている PRO 2 は緩和能が小さくな

縮が予期される。2）については、短縮効果にはスピン源周ると考えた。言い換えると PRO 1 は親水性コロイドであ

辺に十分な水分子が必要であり、数が少ないと短縮効果がるため緩和能増大を示し、PRO 2 は疎水性コロイドであ限定される。また、このスピン源周辺の水分子の拡散速度るため緩和能低下を示した。
今回有機ラジカルを用いたメタルフリー造影剤に関して、の最適化が必要である。この 2）が、MRI 造影剤と水分子との深い関係性を表すことになる。我々は Fig. 1 に示す 2

疎水性コロイドの Proxyl ラジカルの PRO 2 の骨格に注目

種類の五員環 Proxyl ラジカル PRO 1 と PRO 2 を合成し物性を評価してきた 5）。それぞれには水分子と水素結合することで知られているエチレングリコール鎖を導入しており、水分子を集める効果を狙った。PRO 1 は Proxyl 骨格の NO に対して左右にエチレングリコール鎖を導入し、一方 PRO 2 では NO に対して片方のみにエチレングリコール鎖を導入している。これら PRO 1 と 2 の緩和時間（T 1）の濃度変化を測定し、T 1 の逆数を濃度に対してプロットした傾きから造影能の指標である緩和能（r 1）を評価した結果、PRO1 は 0 . 27mM-1 s-1 に対してPRO2 は 0 .17mM-1 s-1 となり、同じエチレングリコール鎖を導入しても緩和能に差が生じることが分かった。次に PRO 1 と PRO 2 の緩和能の差を検証するために、動的光散乱（DLS）による水溶液中の微粒子のサイズと透過型電子顕微鏡（TEM）による微粒子のFig. 1 PRO1 と PRO2 の分子構造。極性置換基であるエチレ
ングリコールを紫色で強調している。

Fig. 2 ミセ ル 型とベシクル 型 の 微 粒 子 の 構 造。 親 水 性 部（Hydrophilic part）にスピン源が配置している方が緩和能増大を示す可能性が高い。

Fig. 3 PRO1 と PRO2 で予想されている形態と水分子が分散している様子。PRO1 と PRO2 の NO 部が水分子と接触している方が緩和能増大を示す可能性が高い。

− 54 −

多くの水分子を保持した機能性親水コロイドの開発

し、エチレングリコールの代わりに様々な置換基を導入しえた後乾燥させ、サイズと形態観察を行った。MR 画像にた NO ラジカルを合成した。置換基の疎水性度（ClogP 値）

ついては 1 . 5 テスラーの磁場を用いて、濃度の異なる試料に注目し、緩和能と ClogP とナノ微粒子（コロイド）の形態の T 1 強調画像を撮像し、T 1 緩和時間を見積った。得られとの相関関係を明らかとした。即ち疎水性コロイド（PROた T 1 緩和時間の逆数を濃度でプロットし、直線の傾きか

２）を親水性コロイドへ変換するアプローチの検討を行っ

ら緩和能を算出した。またラジカルの疎水性についてはた。

ChemDraw Professional 16 . 0 を用いて ClogP を見積った。

２．方

法

３．結

Proxyl ラジカルに様々な置換基を導入するため、メトキ

果

3 . 1. RNP-Xの ESR 測定と回転相関時間の算出

シエトキシテトラヒドロピラニル基（OTHP）を導入した

RNP-OTHP, -OH, -OAc の ClogP 値は、それぞれ 1 . 9 ,RNP-OTHP、メトキシエチルアセテート基（OAc）を導入−0 . 38 , 1 . 4 と見積られ、先に示した PRO 2 は ‒ 0 . 037 であした RNP-OAc、メトキシエタノール基（OH）を導入したった。1 mM 水溶液の ESR 測定によりシグナル強度と線幅

RNP-OH を Fig. 4 の方法に従って合成した 7）。2 -bromo-から τR を見積った結果、それぞれ 18 . 6 × 10 ‒ 11 s（OTHP）、

2 -nitropropane- 1 , 3 -diolを出発物質とし 4 ステップでニト

7 . 96 × 10 ‒ 11（OH）、9 . 38 × 10 ‒ 11（OAc）
が得られた。親ss

ロン体を得て、メチルマグネシウムブロミドによるグリ

水性基の水酸基が結合している RNP-OH が最も低い値をニャール反応によりラジカル体を得た。脱アセタール化

示し、値から OH ＜ OAc ＜ OTHP の順となり ClogP 値と後、目的とする置換基を変えた 3 種類のラジカル体を合成の相関が得られた（Fig. 4）。

した。得られたラジカルの ESR 測定により、ラジカル種
解析し、回転相関時間 τR を見積った。τR から NO ラジカル

3 . 2 . RNP-Xの DLS 測定とTEM 観察による微粒子の形態の違い

種の回転相関時間を見積ることが可能であり、粒子のサイDLS で得られた流体力学直径（DH）は、すべて 100 ～ズと一定の相関関係を有する。また水溶液中における粒子

200 nm サイズのナノ微粒子形成が示され（Table 1）、RNP

径測定を動的光散乱法（DLS）で見積った。透過型電子顕微

間でサイズによる大きな違いは観測されなかった。一方微鏡観察では（TEM）、水溶液試料をエラスチックカーボン

粒子の多分散指数（PDI）では違いが観測され、RNP-OH

グリッドへ塗布後、陰染色剤であるリンモリブデン酸を加は PDI が 0 . 1 以上で多分散な分布であったが、RNP-OAcの性質をシグナル強度と線幅からキベルソンの式に従って

Fig. 4RNP-X の合成ルート（上）と得られた RNP-X の水溶液中の ESR スペクトル（下）。

− 55 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

、アスコルビン酸に対する消失速度と ClogP 値）、Table 1 RNP の物理化学的パラメータ（ôR、緩和能（r1）、臨海ミセル濃度（CMC）
粒子径（PDI）と形態学的特徴（morphology）
RNP

τR /s（x 10 -11 )r 1 /mM -1 s-1-OTHP

18 . 6

-

-OH

7. 96

0 .13

-OAc

9 . 380 . 31

TEMPO

0 .10 - 0 . 20

size/nm (PDI)
134( 0 . 071)
154
( 0 .15 )190( 0 . 057 )CMC

rate / s-1

ClogP

morphology

-

-

1. 9

多層膜 orベシクル

5.5

0 . 034- 0 . 34

球状薄膜

5.0

0014

1. 4

-

-

0 . 070--

Fig. 5 DLS の結果。左から 1mM RNP-OTHP, -OH, -OAc 水溶液中の粒子の数と流体力学直径（D H）の相関。PDI：
多分散指数。

と -OTHP は 0 . 1 以下の 0 . 057 と 0 . 07 であり、ClogP が大
きい疎水性が高いほど水溶液中で単分散のナノ微粒子として存在することが明らかとなった 8）。
TEM 観 測 で は、 試 料 と し て RNP-OTHP と -OH に つ
い て 観 察 し た（Fig. 6）。 サ イ ズ は DLS で 得 ら れ た DH と比較して大きな相違点は見られなかった。形態観察の結果、RNO-OH では球状のナノ微粒子の存在が示唆されたが、RNP-OTHP では球状が崩れた膜状物質が多く観察さ
れ、RNP-OH とは異なった集積構造であることが示唆された（Fig. 6）。

3 . 3 . RNP-Xの緩和時間測定と緩和能（r 1）の算出
3 種類のラジカルについて T 1 緩和時間測定を行った（Fig. 7）
。RNP-OH と -OAc については、1 ‒ 10 mM の濃度
で、RNP-OTHP については 1 mM 以下の試料について実施した。1 mM 以下の RNP-OTHP については検出限度付

Fig. 6 RNP-THP（左）と -OH の TEM 画像。リンモリブデン
酸による陰染色による測定。

近であったため、高濃度で調整した RNP-OH と -OAc に
ついて T 1 から r 1 を見積った。Fig. 7 に示すように、T 1 強を示した。

調画像は濃度に依存し、高濃度ほど輝度が強くなった。r 1
について T 1 の逆数と濃度でプロットし、その直線の傾き

3 . 4 . アスコルビン酸に対するラジカルの消失速度から見積った結果（Fig. 8）、興味深いことにより疎水性‒1 ‒1の RNP-OAc（Clogp= 1 . 4）が 0 . 31 mM s と な り、 親 水‒1 ‒1Proxyl ラジカルなどの NO ラジカルは、生体内の還元物
質に対して高い反応性を示し、還元されヒドロキシアミ

性の高い RNP-OH（ClogP= 2 . 1）が 0 . 17 mM s となり、ン（NOH）へ変換されるため、ラジカルとしての機能を失RNP-OAc が 1 . 7 倍以上高い値を示した。また RNP-OAc

う。即ち、還元物質存在下では緩和時間短縮効果が抑制さ‒1 ‒1の 0 . 31 mM s の値は、先で述べた PRO 1 よりも大きなれる。そこで、還元物質であるアスコルビン酸と共存さ値であり、Proxyl 骨格を有するラジカルでは最も高い値せることでのラジカル消失速度を基準物質である TEMPO− 56 −

多くの水分子を保持した機能性親水コロイドの開発

ラジカルと比較した。1 mM の RNP-OH と -OAc に対して、1 mM のアスコルビン酸を加え ESR シグナル強度の減衰を時間プロットし、一次式により消失速度定数 k を見積った（Fig. 9）。その結果、RNP-OH と -OAc はそれぞれ、
0 . 034 と 0 . 014 s‒ 1 を示したが、TEMPO は 0 . 070 s‒ 1 であり、RNP-X の k は小さくなった。この結果は、ナノ微粒子を形成することでアスコルビン酸との反応性が抑制されたことを示唆している。

3 . 5 . RNP-Xの ClogP 値と緩和能と微粒子の形態との相関性今回得られた物理化学的パラメータ、粒子径と形態学的情報を Table 1 にまとめた。緩和能について、疎水性の高Fig. 7 試験管中の RNP-X 水溶液の T1 強調ファントム画像。
外部磁場：1.5T, TR：10000.0ms,
TE：12.0ms, SliceThickness：3.0mm.

い RNP-OAc が親水性の高い -OH よりも高い緩和能を示し た。RNP-OAc の 示 し た 0 . 31 mM‒ 1 s‒ 1 の 値 は、PRO 1（0 . 27 mM‒ 1 s‒ 1）よりも大きくなり、我々が報告したラジカ
ルナノ微粒子型造影剤で最も高い値であった点は評価できる。また RNP シリーズと類似骨格の PRO 2 と比較すると、PRO 2 の緩和能は 0 . 17 mM‒ 1 s‒ 1 であり、RNP-OAc の値は顕著に大きな緩和能を示した。一方 PRO 2 は先の研究からミセル状の微粒子を形成していることが明らかであり、ナノ微粒子の形態（ミセル状かベシクル状か）、緩和能とClogP との間に相関関係があることが示唆された。PRO 2の ClogP 値 が ‒ 0 . 037、RNP-OH が - 0 . 38、RNP-OAc が
1 . 4 であることから、Proxyl 骨格を基本とした（PRO 2 や
RNP の骨格）分子会合体がミセルまたはベシクルを形成す
るかの閾値は ClogP 値 0 . 0 ～ 1 . 0 付近にあることが示唆される。PRO 2 や RNP-OH のようなミセル状のナノ微粒子
は NO ラジカルが疎水性部に存在することが予想され、その結果低緩和能を示す。一方 RNP-OAc や PRO 1 のようなベシクル状のナノ微粒子は NO ラジカル部周辺に水分子

Fig. 8 RNP-OH と -OAc 水溶液中の緩和時間の逆数と濃度プロット。直線の傾きから緩和能（r 1）が算出される。

がミセル状ナノ微粒子よりも多く存在することから、高緩和能を示すことが示唆された。

Fig.9 ラジカル 1 mM 水溶液（RNP-OH, -OAc と TEMPO）に対してアスコルビン酸 1 mM 加えたときの ESR 強度変化と消失速度の算出：TEMPO と RNP-OH の ESR スペクトル中の最も低磁場側のシグナルの強度変化（図左と真ん中）。
強度変化の時間プロット（図右）。実線は減衰を 1 次式でフィティングした結果。

− 57 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

Fig. 10 予想される RNP-OH と -OAc を使った分子変換によるスイチィングと T1 強調ファントム画像の変化。T1 緩和時間が長い RNP-OH へアセチラーゼを加えることで、T1 緩和時間が短い RNP-OAc へ変換されることで T1 強調画像の輝度が高くなり白くなる（左から右）。一方、RNP-OAc へエステラーゼを加えることで RNPOH が生成し、輝度が下がった暗い T1 強調画像が得られる様子（右から左）。

秋月唯花氏、馬場果奈恵氏、斎藤大朗氏をはじめ多くの研４．考究室のメンバーのご協力のもと進めてまいりました。厚く

察

御礼申し上げます。

今回、PRO 2 と同様な Proxyl 骨格を有する有機ラジカ
ルを使って、ClogP 値、ナノ微粒子の形態と緩和能につい（引用文献）ての相関性を調べた。その結果、ある閾値以上の ClogP 値1） H. Hayashi, K. Ohkubo, S. Karasawa, and N. Koga

を有するナノ微粒子はベシクル状となり高緩和能を示すこAssemblies of Functional Small-Sized Moleculesとが明らかとなった。即ち ClogP 値を変えることによって、Having 4-Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl

ナノ微粒子の形態を制御することが可能であることが示さ

Responsive to Heat and pH in Water and Their Water

れた。今回アセチル基を有する RNP-OAc が水酸基を有す

Proton Relaxivities

Langmuir 27, 12709（2011）．

る RNP-OH と比較すると 1 . 7 倍以上の高緩和能を示した。

2） H. Koi, N. Takahashi, Y. Fuchi, T. Umeno, Y.

このことを利用して Fig. 10 に示すように、生体内のアセMuramatsu, H. Seimiya, S. Karasawa and H. Oguri

チラーゼやエステラーゼにより緩和時間のスイッチングがOrg. Biomol. Chem.18, 5339（2020）．
3） K. Morishita, S. Ueki, Y. Fuchi, S. Murayama, T.

可能となることが期待される。
また我々は、MRI 造影剤に加えて、蛍光性物質のナノ

Kaneko, N. Narita, S. Kobayashi, G. Hirai, I. Aoki, and

微粒子化の研究も行っている 9）。疎水性の高い芳香族炭化S. Karasawa Self-Assembled Biradical Ureabenzene

水素にイオン性また非イオン性極性基を導入することによNanoparticles for Magnetic Resonance Imaging ACSって、ナノ微粒子の形態を制御することに成功しており、Appl. Nano Mater. 1, 6967（2018）．

今後疎水性コロイドと親水性コロイドの間のスイッチング4） R. Shiraishi, T. Kaneko, K. Usui, T. Naganuma,
N. Iizuka, K. Morishita, S. Kobayashi, Y. Fuchi, Y.

や生体蛍光イメージングへ展開させたい。

Matsuoka, G. Hirai, K. Yamada, and S. Karasawa
謝辞Effects of Substituents on the Properties of Metal-Free

本研究を進めるにあたり、多大なご支援をいただきまし

MRI Contrast Agents ACS Omega 4, 20715（2019）．

た公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に心より

5） R. Shiraishi, S. Matsumoto, Y. Fuchi, T. Naganuma,
D. Yoshihara, K. Usui, K. Yamada, and S. Karasawa

感謝申し上げます。
電子顕微鏡測定では、公益財団法人九州先端科学技術研

Characterization and Water-Proton Longitudinal

究所の吉原大輔博士に有益なアドバイスをいただきながら

Relaxivities of Liposome-Type Radical Nanoparticles

測定ができましたことを厚く御礼申し上げます。

Prepared via a Supramolecular Approach Langmuir
36, 5280（2020）．

緩和時間測定では、すべての試料の測定を日本レドック
ス長沼辰弥博士に実施いただきました。厚く御礼申し上げ

6） J . H i r o t a , K . U s u i , Y . F u c h i , M . S a k u m a , S .
Matsumoto, R. Hagihara, and S. Karasawa Fluorescenceます。
本研究内容は、昭和薬科大学 梅野智大博士、飯塚直子氏、− 58 −

Properties and Exciplex Formation of Emissive多くの水分子を保持した機能性親水コロイドの開発

Naphthyridine Derivatives: Application as Sensors for9） R. Hagihara, T. Umeno, S. Ueki, D. Yoshihara,
Y. Fuchi, K. Usui, M. Sakuma, K. Yamada, andAmines Chem. Eur. J. 25, 14943（2019）．
7） T. Hirayama, M. Taki, M. Nakamura, T. Arata,

S. Karasawa Push–Pull Bisnaphthyridylamine

Y. Yamamoto, Synthesis of a New Water Soluble

Supramolecular Nanoparticles: Polarity-Induced

2,2-Bifunctionalized Spin Label and Its Application toAggregation and Crystallization-Induced Emission

Troponin C, Chem. Lett., 35, 834（2006）．

Enhancement and Fluorescence Resonance Energy8） F. Babick Suspensions of Colloidal Particles andAggregates, Springer, Switzerland, 2016, 40‒44.

− 59 −

Transfer Chem. Eur. J. 27, 3039（2021）．

天然物由来高分子を利用した新規サンスクリーンカプセルの創出
大阪公立大学大学院工学研究科物質化学生命系専攻応用化学分野

北山

雄己哉

Sunlight contains harmful ultraviolet light. Sunscreen materials are great important materials for skin protection fromsunlight. Herein, hollow/capsule polymer particles possessing ultraviolet absorbance capability were fabricated by theinterfacial photoreaction of spherical polymer particles possessing photoreactive cinnamoul and coumarin groups. In theinterfacial photocrosslinking approach, [2+2] photodimerization reaction between two cinnamoyl and coumarin groups
proceeds under suitable wavelength lights, but the photodimerization reaction only proceeds at the particle interfacial region.
Using this interfacial photocrosslinking approach, shell-crosslinked hollow polymer particles were obtained directly from
simple spherical polymer particles via a facile procedure. Encapsulation of various molecules in the hollow polymer particles
was achieved by post-introduction based on the solvent exchange procedure.

１．緒言

サンスクリーン材料は、太陽光に含まれる有害な紫外線（UV）から皮膚を保護するために用いられる。太陽光には、皮膚炎や光老化の原因となる UVB（280 ‒ 320 nm）、DNA
損傷や皮膚がんの原因となる UVA（320 ‒ 400 nm）が特に多く含まれるため、これらを効果的に遮蔽するサンスクリ
ーン材料の開発は重要である。現在は、無機ナノ粒子や芳香族系有機低分子化合物がサンスクリーン材料として用いられている。しかし、前者は皮膚を透過し生細胞に侵入する上に、光触媒機能により活性酸素種を発生させ細胞毒性や老化の原因となる可能性がある。後者は、低分子である

図1

ことから皮膚への浸透が懸念され炎症が生じる恐れがある。

界面光架橋反応の概要図

そのため、安全、低毒性かつ効果的に UV 光を遮蔽できる
相分離自己組織化法 6）など様々な中空粒子調製法が報告さサンスクリーン材料の開発が望まれる。
植物に含まれる天然由来分子である桂皮酸は、UVBれてきた 7 - 8）が、本手法では、光照射と微粒子洗浄という領 域（280 nm）に 高 い モ ル 吸 光 係 数 を 有 す る だ け で な

簡便かつ安全なステップで中空粒子を作製できることを特く、適切な光照射により［2 π+ 2 π］二量化反応を示すこと

徴としている。さらに、得られる中空粒子には、未反応のが知られている。以前の研究で、桂皮酸から誘導された

光反応性基が必ず残存するため非常に高い UVB 吸収を示

2 -Cinnamoylethyl methacrylate（CEMA）を重合して作製す。

した高分子微粒子に、UV 照射を行うと微粒子界面近傍限

本研究では、界面光架橋反応を基盤技術とした UVA 領

定的に Cinnamoyl 基間二量化反応（ポリマー間架橋反応）域に吸光を示す機能性サンスクリーンカプセルの創出を目が生じる「界面光架橋反応」を見出した

1 - 3）。この発見の後、指す。クマリンは植物などの天然に広く存在する芳香成分

微粒子内部に残存する未架橋ポリマーを洗浄除去することの一種であり、UVA 領域（λmax= 320 ～ 330 nm）以上の波ができ、内部に空隙を有する中空粒子が得られることを明長に光吸収を示す。さらに、光反応性アルケン部位を有らかにした（図 1）。これまでにも、テンプレート法

4 - 5）やするため、光二量化反応が期待できる。そこで本研究では、UVA に光反応性・吸収性を示す新規天然物由来モノマー

Preparation of Sunscreen Capsules Using
Photoreactive Polymers Possessing
Natural Compounds
Yukiya Kitayama
Department of Applied Chemistry,
Graduate School of Engineering, Osaka
Metropolitan Universityを創製し、界面光架橋反応を利用して UVA 吸収を示す中
空粒子の作製を試みる。さらに、モデル分子として蛍光色素を内包したカプセルを調製できるか検討した。これにより、微粒子の界面光架橋反応を利用して様々な波長の吸収を示す高分子微粒子材料を創ることが出来るか検討した。

− 60 −

天然物由来高分子を利用した新規サンスクリーンカプセルの創出

２．方法

2 . 1. クマリン誘導体モノマーの合成
UVA 領域に吸収を示すクマリン基を光反応性部位としてもつモノマー（COMA）を以下のように合成した（図 2）。
具体的には、７- ヒドロキシクマリンおよび２- ブロモエ

図2

COMA の合成ルート

タノールを炭酸カリウム存在下、アセトン中で反応させた。その後、シリカゲルクロマトグラフィによって精製し、
7 -（2 - ヒドロキシエトキシ）クマリンを得た。さらに、７-（２- ヒドロキシエトキシ）クマリンをメタクリル酸クロ
リドとピリジンを溶解させたテトラヒドロフラン（THF）
中で反応させた。その後、シリカゲルクロマトグラフィで精製することで、目的物である７-（２- メタクリロイルオ
キシエトキシ）クマリン（COMA）を光反応性モノマーとして得た。
図3

溶媒蒸発法による微粒子合成プロセス

2 . 2 . 桂皮酸誘導体モノマーの合成
リファレンス化合物として UVB 領域に吸収を示す桂皮酸を光反応性部位として有するモノマー（CEMA）を合成し、シェル部が架橋された中空粒子を作製した。

した。桂皮酸クロリドと 2 - ヒドロキシエチルメタクリレ
ートをトリエチルアミン存在下、室温で一晩反応させ、シ

2 . 5 . モデル蛍光分子を内包したカプセル粒子の合成

リカゲルカラムクロマトグラフィを用いて精製した。

Rhodamine B を溶解した THF/DMSO 混合液に中空粒子を分散させ、その後多量の純水に溶媒置換することによ2 . 3 . シンナモイル構造およびクマリン構造を側鎖に有する光反応性ポリマーの合成

り、カプセル粒子の調製を行った。

3．結果および考察

2 , 2’ - アゾビスイソブチロニトリルを開始剤としたラジカル重合を用いて、CEMA とメタクリル酸メチル（MMA）

CEMA および COMA の合成について、核磁気共鳴装置のランダム共重合体（P（CEMA-MMA））をシンナモイル（1 H-NMR）により評価したところ、それぞれ目的物の単離・基含有光反応性ポリマーとして合成した。ポリマーは再精製ができていることを確認した。CEMA の吸収スペク

沈殿により精製・回収した。さらに、2 , 2’- アゾビスイ

トルを紫外可視分光光度計により測定したところ、極大吸

ソブチロニトリルを開始剤としたラジカル重合を用いて、収波長 λ max を約 280 nm に有しており、UVB 領域に吸収を

COMA とメタクリル酸メチル（MMA）のランダム共重合示した。また COMA の紫外可視分光光度計測定を行った

体（P（COMA-MMA））をクマリン基含有光反応性ポリマ

ところ、λmax を約 321 nm に有しており、UVA 領域に吸収

ーとして合成した。ポリマーは再沈殿により精製・回収を示すモノマーを得ることができた。

した。また合成石英基板上にキャスト法により P（COMA-

さらに、CEMAおよび COMAをMMAとともに 2 , 2’ -アゾ

MMA）薄 膜 を 形 成 し、 光 照 射（λ= 365 nm）後 の UV-Vis

ビスイソブチロニトリルを開始剤としたラジカル重合によ測定を行い、スペクトルの経時変化を調査することで Pって共重合体（P（CEMA-MMA）およびP（COMA-MMA））（COMA-MMA）の光反応性を評価した。

を合成した。再沈殿精製の後、1 H-NMR によるポリマー
組成を評価したところ、ほぼ仕込み比通りに各モノマーが2 . 4 . 中空粒子の合成

共重合されたポリマーであることがわかった。得られたポ得られた P（CEMA-MMA）および P（COMA-MMA）を

リマーの紫外可視分光光度計測定から、P（CEMA-MMA）

クロロホルムに溶解させ、ポリビニルアルコール（けん化は桂皮酸由来の λ max = 280 nm に有しており、P（COMA-

度：88 %、重合度：1000）水溶液中にホモジナイザーを用MMA）はクマリン由来吸収を λ max= 323 nm に有しているこ

いて分散させ、クロロホルムを蒸発させることにより真球とがわかった。このことから、両ポリマーはそれぞれシン状高分子微粒子を調製した（図 3）。この真球状粒子に対しナモイル構造とクマリン構造を保持していることがわかって、水分散状態で光照射を行うことで界面光架橋反応を行た。

い、THF を用いた遠心洗浄により未架橋ポリマーを除去− 61 −

次に、P（CEMA-MMA）を合成石英基板上に薄膜状にコスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

成形し、λ= 254 nm の光照射を行い、経時的な紫外可視分子の調製を溶媒蒸発法により実施した。溶媒蒸発法では、

光光度計測定を行った。その結果、光照射時間の増加に伴ポリマーを水が混和しない有機溶媒に一度溶解し、そのポい、シンナモイル基由来の吸収が徐々に減少し、光反応がリマー溶液を分散安定剤水溶液中で分散させた後、有機溶進行していることが示唆された。また、P（COMA-MMA）

媒を蒸発させることにより真球状高分子微粒子を得るこを石英基板上で薄膜状に成型し λ= 254 nm の光照射を行っとができる。そこで、各ポリマーの有機溶媒への溶解性をた場合、クマリン由来吸光度の減少は観察されなかった。

評価した。P（CEMA-MMA）および P（COMA-MMA）と

一方、P（COMA-MMA）に対して λ= 365 nm の光照射を行もにクロロホルムに溶解したことから、クロロホルムを有った場合、照射時間とともにクマリン基由来の吸光度が減機溶媒として用いた溶媒蒸発法により、微粒子化を試み

少し、本ポリマーが当該波長に対して光反応性を有していた。得られた微粒子分散液を光学顕微鏡で観察したところ、ることがわかった（図 4）。さらに、両ポリマーともに光照

マイクロメートルサイズの真球状高分子微粒子が観察で射後に吸光度が一定値に収束することから、一部のシンナ

き、マイクロメートルサイズの P（CEMA-MMA）および P

モイル基およびクマリン基が光照射後も残存していること（COMA-MMA）微粒子を得ることができた（図 5）。

がわかった。すなわち光反応性部位が、ポリマー光架橋後

次に、得られた高分子微粒子に対して界面光架橋反応にも光吸収部位として残存することが示唆された。この残存よる中空粒子化を試みた。P（CEMA-MMA）微粒子には、

光反応性部位に由来して、中空粒子やカプセルは UVB や薄膜形態で光反応が進行したことが示唆された λ= 254 nm

UVA に対する吸収を示すと期待できた。

の光照射を行った。光照射前後では微粒子モルフォロジ

次に、P（CEMA-MMA）および P（COMA-MMA）微粒

ィに変化はなく、真球状高分子のままであったが、光照射後の粒子を、THF を良溶媒として用いた遠心洗浄を行ったところ、粒子内部からポリマーが除去された中空粒子が得られたことがわかった（図 5）。一方、λ= 365 nm の光照射を行ったところ、P（CEMA-MMA）粒子の架橋反応は進行しなかった。また、P（COMA-MMA）微粒子には、λ= 365 nm の光照射を行ったところ、こちらも光照射
前後で粒子形態に変化はなく真球状粒子のままであったが、THF 洗浄後に中空粒子が得られていた（図 5）。一方、
λ= 254 nm の光照射を行ったところ、P（COMA-MMA）粒子の架橋反応は進行しなかった。以上の結果から、シンナ
モイル基やクマリン基を側鎖に有する高分子微粒子に適切な光照射条件による微粒子界面光架橋反応を適用すること
により中空粒子を得ることができることが明らかになった。
次に、中空粒子のシェル厚み制御を試みた。微粒子界面
光架橋反応は、粒子外部から光反応が進行するため、光照

図４ P（COMA-MMA）薄膜への種々光照射時間ごとの紫外可視分光光度計スペクトル（ë = 365 nm）

射時間に伴いシェル厚みが変化する可能性がある。そこで、P（COMA-MMA）粒子に対する界面光架橋反応を異なる

図 5 光照射前（a）、光照射後（b）および未架橋ポリマー洗浄後（c）の P（COMA-MMA）微粒子の光学顕
微鏡写真（ë = 365 nm）。

− 62 −

天然物由来高分子を利用した新規サンスクリーンカプセルの創出

（e）

図６

光照射時間を変更した P（COMA-MMA）
中空粒子の光学顕微鏡写真（a-d）とシェル膜厚（e）

光照射時間で実施し、得られた中空粒子のシェル厚み制御（引用文献）を試みた。その結果、予想通り光照射時間の増加に伴い、

1） Y., Kitayama, The Interfacial Photoreaction: An

P（COMA-MMA）粒子のシェル膜厚は増加していた（図 6）。

Efficient Strategy to Create Functional Polymer

結果として、光照射時間で中空粒子のシェル厚みを制御でParticles. Polym. J, 51（10），963-974（2019）

きることが明らかになった。

2） Y. Kitayama, K. Yoshikawa, T. Takeuchi, Efficient

次に、中空粒子内部への機能性分子内包によるカプセル

Pathway for Preparing Hollow Particles: Site-specific化を試みた。得られた中空粒子はシェル部が架橋している

Crosslinking of Spherical Polymer Particles with

ために、良溶媒中においても粒子形態を保持できるととも

Photoresponsive Groups that Play a Dual Role in Shellに、シェル部の膨潤と拡散により後天的に薬物等の分子をCrosslinking and Core Shielding. Langmuir, 32（36），

粒子内部に導入できる。その後、貧溶媒に溶媒を置換する

9245-9253（2016）

ことでシェル部を収縮させ、粒子内部に物理的に種々の分

3） Y. Kitayama, T. Takeuchi, Fabrication of Redox-

子を封入することが可能となる。この溶媒交換法を利用すResponsive Degradable Capsule Particles by a Shell-

ることで、カプセル粒子の作製を試みた。ここでは、モデ

Selective Photoinduced Cross-Linking Approach from

ル分子として蛍光色素である Rhodamine B を用いて検討

Spherical Polymer Particles. Chem, Eur. J., 23（52），を進めた。具体的には、界面光架橋反応により調製した

12870-12875（2017）

中空粒子を、Rhodamine B を溶解した THF/DMSO 混合

4） A. P. R. Johnston, C. Cortez, A. S. Angelatos, F.

溶媒中に浸漬しインキュベーション後、溶媒を PVA 水溶

Caruso, Layer-by-layer Engineered Capsules and Their液に変更することによりローダミン B の内包を試みた。得Applications. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 11（4），られた粒子の共焦点レーザー顕微鏡観察を行ったところ、

203-209（2006）

粒子のコア部に明確なローダミン B 由来蛍光を観察する

5） X. L. Xu, S. A. Asher, , Synthesis and Utilization of

ことができた溶媒置換法により作製した粒子の内部から、

Monodisperse Hollow Polymeric Particles in Photonic

Rhodamine B 由来の蛍光が観察されたことから、カプセ

Crystals. J. Am. Chem. Soc., 126（25），
7940-7945（2004）

ル粒子が得られたことがわかった。

４．総

6） H. Minami, H. Kobayashi, M. Okubo, Preparation of
Hollow Polymer Particles with a Single Hole in the括

Shell by SaPSeP. Langmuir, 21（13），5655-5658（2005）

以上のように、UVA 吸収性の Coumarin 基を含むモノ

7） Y. Luo, H. Gu, A General Strategy for Nano-

マーおよびポリマーの合成に成功し、現在は本ポリマーを

Encapsulation via Interfacially Confined Living/

利用してサンスクリーン用微粒子材料の合成を引き続き推Controlled Radical Miniemulsion Polymerization.

進している。本研究で得られる微粒子材料は、皮膚浸透性

Macromol. Rapid. Commun., 27（1），21-25（2006）の低いマイクロサイズに調整できるだけでなく、天然物由

8） F. Ishizuka, R. H. Utama, S. Kim, M. H. Stenzel, P.

来化合物の誘導体であり安全性が高い。そのため、本研究

B. Zetterlund, RAFT Inverse Miniemulsion Peripheryを遂行することで新しいサンスクリーン用微粒子材料の創

Polymerization in Binary Solvent Mixtures for Synthesis

製技術の確立が期待できる。

of Nanocapsules. Eur. Polym. J., 73, 324-334.（2015）− 63 −

メラニン系構造色を基盤とする化粧品開発に向けた技術基盤構築
千葉大学大学院工学研究院

桑折道済

Melanin plays a vital role in structural coloration in nature. Recently, we have focused on using polydopamine, amelanin-like polymer, to produce structural color materials. The purpose of this study was to develop melanin-based
structural color materials for cosmetic applications. Using artificial melanin particles, we developed crack-free structural
color materials, simple synthesis of structural color films, and techniques for obtaining uniform structural color films overlarge areas. A water/ethanol mixture was used as a particle dispersant to relax internal stresses in the particles that cause
cracking. We found that the addition of non-volatile ionic liquids is effective in maintaining particle-particle interactions
after solvent drying. We have also established a simple method for producing flexible structural color films by hot-pressing
freeze-dried particle aggregations of melanin particles coated on the surface with a polymer with a low glass transition
temperature. Furthermore, a large-area, uniform structural color film composed of melanin particles was created by utilizing
a dip-coating method. These resulting structural color materials may be useful for use in nail polish and cosmetic seals. Since
polydopamine is a material that mimics melanin, which exists in the body in both composition and structure, it is considered
to be highly biocompatible and is expected to be developed in a variety of fields, including cosmetics.

１．緒

しい微細構造を構築するとともに、散乱光を適切に吸収し、

言

鮮やかな構造発色を実現している。孔雀の発色のみならず、

光の波長程度の微細構造に光が当たると、干渉、回折、

構造色の代表例としてよく知られるモルフォ蝶や玉虫の発散乱などにより構造色が発現する。構造色は、従来の顔料

色など、自然界での鮮やかな構造発色においては、しばし系インクにはない、独特の光沢感と質感を有することから、

ばメラニンが重要な役割を担っている。視認性の高い構造

化粧品開発においてもその需要は高い。最もよく使われて発色にはメラニンの存在が重要であるといえる。

いるものは、雲母（マイカ）を粉砕した微細な粒子表面に二我々はこれまでに、人工高分子のポリドーパミン（PDA）

酸化チタンをコーティングして反射特性を付与した雲母粒を成分とする人工メラニン粒子を独自に開発し、人工メラ子である。優れた材料である一方で、雲母は魚の鱗のようニン粒子の集積による高輝度な構造発色を初めて実現しな平板型粒子であるため、平板方面での反射のみが構造色た 3）。また、粒子の精密合成・集積構造の制御によるフルに寄与することから異方性が高く、粒子サイズが小さくな

カラー化にも成功し、従来の顔料系インクでは成し得な

ると構造色を示さず、発色が淡い、という課題がある。

い、光沢のあるインク状色材を開発した 4 - 10）。真球状の人

構造色は、生物の発色においてもしばしば見ることが工メラニン粒子を集積する本系では、どの面から見ても構できる。例えば、目玉模様の入った青藍色の孔雀の鮮や造色が得られる。粒子を集積して作成する従来の構造色材

1）かな羽毛の発色は、構造色として知られる 。通常、構造

料は、光の散乱により乳白色で淡い発色になる。一方、人色が発現するサブミクロンサイズ（数百 nm 程度）の微細構

工メラニン粒子は、単分散な粒子による構造発色と、黒色

造に光が当たると、光は様々な方向に散乱するため、色はによる散乱光吸収を同時に達成することで、単一材料で高白っぽく見える。孔雀の羽毛の構造色がはっきりとした色

い視認性の構造発色が可能で、かつ粒子設計により構造色として見えるのは、微細構造を構築している素材に起因すの光沢度や角度依存性を制御できる大きな特徴がある。しる。孔雀の羽毛内部では、ロッド状のメラニン顆粒が集積

かし、分野共通の課題として、粒子分散溶液を乾燥して得して微細構造が形成されている。メラニンは黒い材料であられる構造色材料にひび割れ（クラック）が生じやすい、ま2）

り光を吸収する 。また、ヒトの髪の毛の黒の成分としてた、簡便かつ大面積での材料作成が困難である、という問も知られている。そのため、羽毛内部のメラニンが規則正題がある。
そこで本研究では、メラニン系構造色材料の化粧品用途への展開を目指し、クラックを抑制する技術と、大面積でTechnological development of melaninbased structural color materials forcosmetic applications
Michinari Kohri
Graduate School of Engineering, Chiba
University

均一な構造色を発現する技術を確立し、人工メラニン粒子を用いる鮮やかな構造色コーティングを達成することを目的とした。クラック生成の原因となる粒子に生じる内部応力の緩和のため、粒子分散媒に水／エタノール混合溶媒を用いた。溶媒乾燥後の粒子間相互作用の保持には不揮発性− 64 −

メラニン系構造色を基盤とする化粧品開発に向けた技術基盤構築

体の熱プレスによる簡便な構造色フィルム作製ならびに、

2 . 3 . メラニン粒子からなる大面積な構造色フィルムの作製

移流集積法を利用する大面積な構造色フィルム作成法の開

PSt@PDA 粒子の水分散液を容器に入れ、分散液の表のイオン液体の添加を試みた。また、乾燥状態の粒子集積発もあわせて検討した。

２．方⾯を 5 mL のシリコーンオイルで覆った。ここに PET 基
板を入れ、ディップコーティング装置を用いて成膜速度法

0 . 3 μm s- 1 で引き上げることで、基板上に構造色フィルム

2 . 1. メラニン粒子からなるクラックフリーな構造色
材料の作製

を得た。

３．結

我々の既報にならい、ソープフリー乳化重合で作製したポリスチレン（PSt）粒子の表面に PDA を被覆した PSt@

果

3 . 1. クラックフリーなメラニン系構造色材料の作製

4）

PDA 粒子を作製した 。分散媒として水、または水／エ

PSt@PDA 粒子水分散液に、任意の濃度の IL を添加しタノール混合溶媒を用い、PSt@PDA 粒子分散液に、イオて作製したペレット材料を光学顕微鏡で観察した。IL 無

ン液体 2 -hydroxy- 3 -methacryloyloxypropyltrimethylam

添加の材料表面では多数のクラックが観察されたが、IL

monium bis（trifluoromethanesulfonyl）imide）（IL）を任意0 . 3 wt% 以上の濃度で作製した材料においては、クラックの濃度で添加し、ペレット材料を作製した。ペレット材料

フリーな表面が観察された（図 1 a）
。一方で、粒子の水へのクラックの評価は光学顕微鏡観察、粒子配列の規則性のの分散性は IL 濃度の増加とともに低下し、分散液中で凝評価は走査型電子顕微鏡（SEM）観察および SEM 像のフー集体を形成する様子が観察された。乾燥後のペレット材料

リエ変換により行った。粒子間相互作用の調査は、粒子分の SEM 画像からも、IL 0 . 3 wt% 以上の材料ではアモルフ

散液の粘度測定により行った。

ァスな粒子配列構造がみられ、構造発色に特有の角度依存性は消失していた（図 1 b）。任意の濃度の IL 水溶液およ2 . 2 . メラニン粒子からなる簡便な構造色フィルムの作製
酸化セリウム（CeO 2）粒子をコア粒子として用いた

11）。

び IL を含む粒子水分散液の粘度測定を行ったところ、IL水溶液では IL の濃度による粘度の変化はみられなかった。
一方、粒子存在下においてはIL 0.3 wt%以上の条件で粘度の原子移動ラジカル重合（ATRP）開始基を導入したドーパミ増大が確認され、粒子間相互作用の向上が示唆された 12）。

ン誘導体を合成し、コア粒子に被覆することによって、粒クラックフリーとコロイド結晶構造の両立を実現するうえ子表面に ATRP 開始基を有する CeO 2 @PDA コア - シェル

で、分散液中での IL 濃度が非常に重要であることが分か

粒子を作製した。表面開始（SI）-ATRP によってポリヒドった。そこで、分散媒の表面張力を制御し、粒子に働く内ロキシアクリル酸エチル（PHEA）層を粒子表面に構築し、部応力を抑制することで、少量の IL 添加でのクラックフ

CeO 2 @PDA@PHEA コア - シェル - ヘアリー粒子を作製しリー化を目指した。分散媒として水／エタノールの混合溶た。凍結乾燥後の粒子を 50 ℃、5 MPa の条件で熱プレス媒を採用し、IL の添加量および水とエタノールの混合比することで、構造色フィルムを作製した。得られた材料のを変更したペレット材料を作製した。作製した材料を光学

評価は、透過型電子顕微鏡（TEM）観察、SEM 観察、圧縮顕微鏡で観察すると、IL 0 . 1 wt%、かつエタノール分率が試験機、および顕微反射測定により行った。

70 および 80 vol% の条件でクラックフリー化を達成した（図 2 a）。特に、エタノール分率 70 vol% の際は、コロイ

図 1 任意の濃度の IL を添加して作製したペレット材料の（a）写真と（b）光学顕微鏡による観察画像− 65 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図 3 ホットプレス前後のサンプルの写真とサンプル表
面の SEM 画像

図 2 IL 0.1wt% を加えた水／エタノール混合溶媒から作成したペレットサンプルの（a）写真と光学顕微鏡画像、
ならびに（b）SEM 画像

ド結晶構造を形成しており、クラックフリー化とコロイド

図 4 （a）折り曲げや（b）加工が可能なフレキシブルで堅牢性の高い構造色フィルム

結晶構造の両立を実現した（図 2 b）13）。

3 . 2 . 簡便なメラニン系構造色フィルムの作製
TEM 観察から、反応進行に伴い粒径が増加し、約 2 nmの PDA シェル層と約 16 nm の PHEA ヘアリー層の形成をそれぞれ確認した。得られた CeO 2 @PDA@PHEA 粒子の凍結乾燥体を 50 ℃、5 MPa の条件でプレスすることによって構造色フィルムを得た。プレス前の乾燥体は構造色を示さずメラニン粒子由来の茶色であったのに対し、プレス

図5

後は赤色のフィルムが得られた（図 3）。フィルムの反射測大面積で均一な発色の構造色フィルム

定から、赤色に構造色に相当する約 750 nm にピークが観察された。フィルム表面の SEM 観察から粒子が規則的にラニン粒子を作成した。粒子集積材料の作成時に使用する

配列し、PHEA 層が粒子間の空隙を埋めている様子が確認

粒子分散湈の組成と添加物を最適化することで、クラックされた（図 3）
。熱プレスによって粒子表面の PHEA ヘアリ

フリーな表面構造を有し、かつ観測角度により異なる色調

ー層（ガラス転移温度：15 ℃）が流動化し、粒子間空隙をが観測される虹色構造色を発現する構造色材料の作製に成埋めることで粒子の集積構造が固定化され、構造色フィル

功した。また、メラニン粒子表面に、ガラス転移温度の低ムが形成された。得られたフィルムは自立的でフレキシブ

い高分子層を付与することで、熱プレス法による簡便な構

ルで加工性があり、圧縮試験による評価からも高い堅牢性

造色フィルム開発を行った。さらに、ディップコーティンを示した（図 4）14）。

グ法を適応することで、高品質かつ大面積での構造色フィルムの作成に成功した。これらの材料は、マニキュアや貼3 . 3 . 大面積なメラニン系構造色材料の作製

るコスメとしての利用が想定される。素材として活用した

ディップコーティング法により得られたフィルムの写真

ポリドーパミンは、生体内に存在するメラニンを成分／構を図 5 に示す。PET シート基板に 10 cm × 10 cm の比較的造ともに模倣した材料であることから生体適合性も高いと大面積で、均一な緑⾊の構造⾊フィルムの形成が観察され考えられ、今後、化粧品をはじめとする多様な分野での応た。PET シートの性質に由来する柔軟なフィルムが得ら用展開が期待される。

れ、今回⽤いた⼿法は様々な基板に適⽤可能であることか
ら、⽤途に合わせた性質を有する構造⾊フィルムの作製へ

謝

辞
本研究の遂行にあたり、多大なるご支援をいただきましの展開が期待される。

４．考た公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に感謝申察し上げます。

PSt 粒子ならびに CeO 2 粒子をそれぞれコア材とするメ− 66 −

メラニン系構造色を基盤とする化粧品開発に向けた技術基盤構築（引用文献）

8） Kohri, M.; Tamai, Y.; Kawamura, A.; Jido, K.;

1） Yoshioka, S.; Kinoshita, S. Effect of Macroscopic

Yamamoto, M.; Taniguchi, T.; Kishikawa, K.; Fujii, S.;

Structure in Iridescent Color of the Peacock Feathers.

Teramoto, N.; Ishii, H.; Nagao, D. Ellipsoidal Artificial

Forma 2002, 17, 169‒181.

Melanin Particles as Building Blocks for Biomimetic2） Zi, J.; Yu, X. D.; Li, Y. Z.; Hu, X. H.; Xu, C.; Wang, X. J.; Liu,

Structural Coloration. Langmuir 2019, 35, 5574-5580.

X. H.; Fu, R. T. Coloration Strategies in Peacock Feathers.

9） Okoshi, T.; Iwasaki, T.; Takahashi, S.; Iwasaki,Y.; Kishikawa, K.; Kohri, M. Control of Structural

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 12576‒12578.
3） Kohri, M.; Nannichi, Y.; Taniguchi, T.; Kishikawa, K.

Coloration by Natural Sunlight Irradiation on a

Biomimetic Non-Iridescent Structural Color Materials

Melanin Precursor Polymer Inspired by Skin Tanning.

from Polydopamine Black Particles that Mimic Melanin

Biomacromolecules 2021, 22, 1730‒1738.
10）Takahashi, S.; Kishikawa, K.; Kohri, M. External

Granules. J. Mater. Chem. C 2015, 3, 720‒724.
4） Kawamura, A.; Kohri, M.; Morimoto, G.; Nannichi,

Stimulus Control of Structural Color Visibility Using

Y.; Taniguchi, T.; Kishikawa, K. Full-Color Biomimetic

Colloidal Particles Covered with a Catecholic Polymer

Photonic Materials with Iridescent and Non-Iridescent

Shell Layer. Polym. J. 2022 , 54 , 1039 - 1043 .
11）Iwasaki, T.; Harada, S.; Okoshi, T.; Moriya, M.;

Structural Colors. Sci. Rep. 2016, 6., 33984.
5） Kawamura, A.; Kohri, M.; Yoshioka, S.; Taniguchi,

Kojima, T.; Kishikawa, K.; Kohri, M. Effect of theT.; Kishikawa, K. Structural Color Tuning: Mixing

Polydopamine Composite Method on Structural

Melanin-Like Particles with Different Diameters to

Coloration: Comparison of Binary and Unary Assembly

Create Neutral Colors. Langmuir 2017, 33, 3824‒3830.

of Colloidal Particles. Langmuir 2020 , 36 , 11880 - 11887 .

6） Iwasaki, T.; Tamai, Y.; Yamamoto, M.; Taniguchi, T.;12）Li, H. L.; Marlow, F. Solvent Effects in Colloidal

Kishikawa, K.; Kohri, M. Melanin Precursor Influence

Crystal Deposition. Chem. Mater. 2006 , 18 , 1803 - 1810 .

on Structural Colors from Artificial Melanin Particles:13）Urase, M.; Kishikawa, K.; Fudouzi, H.; Kohri, N.

PolyDOPA, Polydopamine, and Polynorepinephrine.

Crack-Free Structural Color Materials Prepared

Langmuir 2018, 34, 11814‒11821.

without Disrupting the Particle Arrangement by
Controlling the Internal Stress Relaxation and7） Kohri, M.; Yanagimoto, K.; Kawamura, A.; Hamada,Interactions of the Melanin Particles. Submitted.

K.; Imai, Y.; Watanabe, T.; Ono, T.; Taniguchi, T.;
Kishikawa, K. Polydopamine-Based 3D Colloidal

14）Yoshioka, D.; Kishikawa, K.; Kohri, M. A Flexible andPhotonic Materials: Structural Color Balls and Fibers

Robust Structural Color Film Obtained by Assemblyfrom Melanin-Like Particles with Polydopamine Shellof Surface-Modified Melanin Particles. Nanomaterials

Layers. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 7640‒7648.

2022 , 12 , 3338 .

− 67 −

多孔性高分子粒子を用いた自発的乳化技術の開発
山口大学大学院創成科学研究科

通阪

栄一

A spontaneous emulsification method using porous polymer particles was used for the preparation of fine emulsions.
Porous water-soluble polymer particles were prepared from EUDRAGIT® L100 by the spray freeze-drying technique andcould absorb soybean oil via capillary action. When the particles were added to phosphate buffer, emulsification proceeded
rapidly with the dissolution of the polymer. The addition of hydrophilic surfactants to soybean oil promoted the reduction ofemulsion particle size. Furthermore, the addition of NaCl or mannitol to the polymer particles contributed to the enhancement of the emulsion micronization and emulsification rate. It is expected that this emulsificattion method would be used in
the development of cosmetics in the future.

1．緒

あるエマルションの保存安定性を高める研究を行ってきた。

言

その取り組みの１つに，ドライエマルションの開発がある。

化粧品において，水分と油分を配合し，良好な使用感を

これは油滴を封入した固体粒子であり，一度 O/W 型エマ

与えることのできるエマルションが広く利用されている 1）。

ルションを形成後に，水溶性あるいは疎水性固体キャリア

エマルションは物理化学的に準安定な状態であるため，常とともに噴霧乾燥，あるいは凍結乾燥することで，油滴をに保存時の安定性が課題となり，これを克服するために，封入した固体粒子を調製する 4）。このドライエマルション

組成，成分比，また均一で微細な液滴の調製技術などが検を水に添加すると固体キャリアの溶解や膨潤作用により内討されてきた。一方で，保存安定性への別のアプローチと部の油滴が放出され元のエマルションが再生される。筆者

して用時調製も検討されている。これは，保存時には水相

はこれまでに，油滴にバイオ医薬品の１つであるインスリと油相を分離しておき，使用直前に乳化することでエマルンを封入したドライエマルションを開発している 5）。

ションの長期安定性の問題をクリアできる。

また，ドライエマルションとは異なる概念での乳化法とエマルション用時調製に最も利用されているのは自己乳して多孔質シリカ粒子の細孔に油相を封入した自発的乳化化法である。この技術は，化粧品以上に難吸収性薬物の経法を開発した。この手法はシリカ粒子内に封入された油が口 投 与 製 剤 の 開 発 へ 応 用 さ れ て お り，Self-emulsifying

水と触れただけで自発的に乳化するため，外力を必要とし

drug delivery system（SEDDS）として知られている 2）。特ない乳化方法である 6 , 7）。これを発展させた乳化法として，

徴は，油と界面活性剤（ときには補助界面活性剤）の混合物

最近，親水性高分子からなる多孔質粒子に油相を含浸させに薬剤が溶解あるいは分散した油状製剤であり，水を加えた粒子を用いた乳化技術を開発した 8）。これまでの検討にると瞬時にエマルションを形成する点にある。近年では，

おいて，親水性エチレンオキシドと疎水性のプロピレンオ

より小さな粒子径からなる熱力学的に安定なマイクロエマ

キシドの共重合体であるプルロニックなどの，水中で速やルションを形成可能な Self-microemulsifying drug delivery

かに溶解し生体適合性の高い高分子を用いることで，低分

system（SMEDDS）に関する研究も国内外で盛んに行われ子界面活性剤が無添加でも安定なエマルションを形成可能ている 3）。SEDDS と SMEDDS の基本的な組成は同じであであることを確認している。調製した粒子を水相に添加するが，後者は特に熱力学的に安定で等方的な（光学的に均るだけで，高分子の溶解とともに油滴が形成され乳化する一な）系として定義されている。これらの技術は多量の親ことから，使用時に特別な機器を必要とせず，非常に簡便

水性界面活性剤の混合が必須である。

にエマルションを調製可能である。そのため，界面活性剤

筆者はこれまでに，主に経口投与のためのエマルション

をほとんど使用しない用時調製エマルション調製技術とし製剤の開発を指向し，物理化学的に不安定な分散系溶液でて，非常に有望であると考えている。また，この自発的乳化に必要な多孔質粒子の調製に，確実に細孔が形成できるDevelopment of a spontaneous emulsification technique using porous polymer
particles
Eiichi Toorisaka
Graduate School of Science & Technology for Innovation, Yamaguchi University

噴霧凍結乾燥技術を利用した。得られた粒子を油相と混合するだけで油相の含浸ができることから，工業化もしやすい技術であると考える。加えて，液体ではなく，固体粒子として油相成分を保存できることもハンドリングの面で大きなメリットになると考えられる。このように，本技術はこれまでにない新規乳化技術であり，化粧品への応用に有− 68 −

多孔性高分子粒子を用いた自発的乳化技術の開発て，自発的乳化に用いる多孔質粒子調製した。メタクリル

望な技術であると考えている。
本研究では，多孔質粒子を用いた自発的乳化のメカニズ

酸コポリマーである Eud-L 100 は，中性以上の pH で溶解

ムの検討とともに，成分や，多孔質粒子の特性の乳化へのする特性から腸溶性コーティング剤として多く利用されて影響についての知見を得ることを目指した。

いる。図 1 に噴霧凍結乾燥を利用して調製した Eud-L 100

２．方

粒子の走査型イオン顕微鏡像を示す。表面観察，断面観察法の写真から確認できるように，多孔質粒子が形成されてい2. 1. 噴霧凍結乾燥法による多孔質粒子の調製た。噴霧凍結乾燥法を利用することで，噴霧した水滴の形

0 . 4 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液にオイドラギット

状がそのまま乾燥されるため，良好に球状粒子が形成でき，

L 100（Eud-L 100）を加え，10 wt% 濃度の高分子水溶液をまた，氷が昇華で除去されることによる空隙形成で容易に調製した。この水溶液を，噴霧装置（ノズル径：0 . 71 mm、多孔質粒子が調製できた。

送液流量：5 mL/min、噴霧圧力：120 kPa）を用いて液体

続いて調製した Eud-L 100 多孔質粒子に大豆油を含浸さ窒素に噴霧し，凍結させた液滴を凍結乾燥することで粒子

せ，リン酸緩衝液に添加することにより乳化挙動を確認しを得た。また，粒子の溶解性の制御のために水溶性添加物

た。図 2 に示すように，粒子を緩衝液に添加後に速やかにとして NaCl，あるいは D- マンニトールを Eud 溶液に混合乳化が進行し，形成されたエマルションは 1 日以上安定にし噴霧凍結乾燥した粒子も調製した。調製した粒子は，白維持されることが判明した。攪拌や振盪などの外力のない

金コーティングした後に集束イオンビーム加工装置

環境下で，このような安定な微細エマルション形成が実現（JEOL：JEM- 9320 FIB）
により加工し観察した。

できた要因として，水溶性高分子 Eud-L 100 の溶解とともに水が引き込まれ，それにより油滴が水へ分散し，その後，

２．２

自発的乳化製剤の調製

溶解した高分子が界面活性剤として作用したためと考えら

大豆油とアセトンを 1：1 wt% で均一に混合した混合液れる。また，この方法はエマルションの微細化法としても

20 μL を攪拌している Eu-L 100 粒子 10 mg に滴下し，十分

有効であり，同量の Eud-L 100 を溶解した緩衝液を用いてに含浸した後に一晩静置することでアセトンを除去した。

大豆油をホモジナイザー（10 , 000 rpm）で乳化した場合よこの粒子をリン酸緩衝液（pH 7 . 4）1 mL に添加後，静置条りも大幅に微細なエマルションを形成できることが判明し件下での乳化挙動を観察した。また同様の方法で，大豆油た（図 3）。このような効果は，高分子乳化剤としても知らと親水性界面活性剤 Tween 80 の混合液も多孔性粒子へ封れているプルロニック F 127 で調製した多孔質粒子でも確入して乳化特性を評価した。乳化後のエマルションの粒子認しているが，プルロニックでは油相含浸後の粒子強度が径は，レーザー回折式粒子径分布測定装置（島津製作所：

低かったことから，粉体製剤としてのハンドリング性におSALD- 7100）で測定した。また，微細エマルションは動的

いて Eud-L 100 の方が優れていると考えられる。

光散乱粒子径測定装置（Malvern：ゼータサイザー Ultra）

3. 2. 添加物の乳化特性への影響を用いた測定も行った。

エマルションを化粧品へ応用する場合において，粒子径2. 3. 乳化速度評価

は物性や皮膚浸透性に影響するため任意に制御することが2 . 1 . で調製した自発的乳化製剤をリン酸緩衝液 3 mL の重要となる。そこで，自己乳化技術で使用されている油相

入った分光セルに添加して静置し，溶液の濁度変化を分光への親水性界面活性剤の添加の影響を評価した。表 1 に示

光度計
（波長：600 nm）
で測定した。

すように，親水性界面活性剤として使用した Tween 80 の含有量が多いほどエマルションが微細化された。興味深い

2. 4. 油分解酵素で調製した多孔質粒子による自発的
乳化評価

ことに，Tween 80 を含む油相をそのまま緩衝液に添加し水溶性高分子として油脂分解酵素であるリパーゼを用い

このことから，多孔質粒子の利用が油相の分散に効果的でて，2 . 1 . と同様の方法で噴霧凍結乾燥法による粒子調製た場合の乳化より大幅に微細なエマルションが形成された。
あることが確認された。

を行った。大豆油を含浸した粒子をリン酸緩衝液に添加後，また，多孔質粒子を形成する Eud-L 100 に，NaCl ある

得られたエマルションの粒子径をレーザー回折式粒子径分

いはマンニトールを混合して乳化特性を評価した。これら

布測定装置で測定した。

の添加物は，形成されるエマルションの微細化に影響したが，添加量で大きな差が生じることはなかった（図 4）。一

３．結果及び考察

方，乳化速度においては，添加物量が多いほど大きくなる

3. 1. 多孔質高分子粒子による乳化特性®

傾向が確認された（図 5）。NaCl にしても，マンニトール

水溶性高分子である Eudragit L 100（Eud-L 100）を用いにしても，水への溶解性が高いため，その添加量が高分子− 69 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023の溶解性へも影響し，その結果，エマルション形成を促進用いて調製した粒子は Eud-L 100 と同様に多孔質粒子であすることが推察された。

ることが顕微鏡で確認された（図 6）。この粒子に大豆油とTween 80 混合液を封入し乳化特性を評価したところ，

3. 3. 油脂分解酵素を用いて形成した粒子による乳化
特性

Eud-L 100 で形成した粒子よりも微細なエマルション形成

多孔質粒子により形成したエマルションのさらなる微細ば 200 nm 以下のエマルションに制御できることが確認さ化の方法として，油脂分解酵素によるエマルションの分解れた（図 7）。このことから，多孔質粒子による自発的乳化を取り入れた乳化法を検討した。これを実行するために，と酵素による油脂分解反応を組みあわせることで，わずか油脂分解酵素であるリパーゼを多孔性粒子を形成する水溶な界面活性剤の添加で微細エマルションを自発的形成（外性高分子として用いて粒子調製を行った。噴霧凍結乾燥を力なしで乳化）可能であることが判明した。

図1が可能となり，Tween 80 を 20 wt% 以上含む油相を用いれ噴霧凍結乾燥で調製した多孔質粒子（左）粒子表面，（右）粒子断面図2

多孔質粒子による乳化挙動

（a）

（b）

図３ 自発的乳化と機械的乳化により形成したエマルション（a）粒子径分布，（b）自発的乳化で形成したエマルションの顕微鏡写真− 70 −

多孔性高分子粒子を用いた自発的乳化技術の開発

表１

油相組成とエマルション粒子径の関係

図４

図５

図６
（a）

多孔質粒子添加物のエマルション粒子径への影響

多孔質粒子添加物のエマルション形成速度への影響

リパーゼで形成した粒子のイオン顕微鏡観察写真（左）表面，（右）断面（b）

図７ 多孔質酵素粒子による乳化特性（a）油相を添加した乳化，（b）多孔質酵素粒子を用いた乳化− 71 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

４．総

謝

括

辞
本研究を遂行するにあたり，多大なご支援をいただきま本研究では水溶性高分子から形成した多孔質粒子による自発的乳化法を汎用性の高い技術とするために，経口投与した公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に心より感謝申し上げます。

製剤添加物として利用されているオイドラギット L- 100 から粒子調製を行い，乳化特性を評価した。界面活性剤フリ（引用文献）ー，もしくは界面活性剤含有量の大幅低減した乳化技術と

1） M. N. Yukuyama, D. D. M. Ghisleni, T. J. A. Pinto and

して，そしてせん断応力を全く利用しない乳化技術として，

N. A. Bou-Chacra, Int. J. Cosme. Sci., 38, 13-24（2016）

一般的に知られている多量の水溶性界面活性を用いた自己

2） Chatterjee, S.M. Almurisi, A.A.M. Dukhan, U.K.

乳化技術より利用価値が高いことが示唆された。この技術

Mandal, P. Sengupta, Drug Deliv., 2 3（9）, 3 6 3 9-3 6 5 2は，乳化成分として，水溶性高分子，油のみでエマルショ（2016）

ン調製が可能であり，また，粒子調製段階において有機溶

3） S. Dokania and A.-K. Hoshia, Drug Deliv., 22（6）, 675-

媒などを使用しないことから，安全性の高いエマルション

690（2015）を提供可能である。また，水溶性高分子によって形成され

4） H. Takeuchi, H. Sasaki, T. Niwa, T. Hino, Y.

た粒子が乳化を促進するため，これまでにない処方でエマ

Kawashima, K. Uesugi, M. Kayano, Y. Miyake., Chem.

ルションを提供できる。本技術は用時調製用のエマルショ

Pharm. Bull., 39, 1528 -1531（1991）

ン調製技術であり，使用時まで油相を固体微粒子として保5） E. Toorisaka, M. Hashida, N. Kamiya, H. Ono, Y.

存できる。高い保存性と粉末化によるハンドリング性の良Kokazu, M. Goto, J Control Release. 107, 91- 96（2005）

さは，これまでの乳化技術と異なる。

6） E. Toorisaka, Y. Nakayama, J. Oleo Sci., 69（5），455-

このような新しい乳化技術を提供することは，消費者ニ460（2020）

ーズにあうこれまでにない化粧品開発につながるものと考7） 通阪栄一,ケミカルエンジニヤリング , 64（8），50-55（2019）

える。

8） E. Toorisaka, D. Yamamoto, J. Oleo Sci., 70（8）, 11031107（2021）− 72 −

毛根への薬物直接送達を可能とするナノ結晶ハイドロゲルの開発
近畿大学薬学部製剤学研究室

長井紀章

In the present study, we designed a dermal formulation containing 5% minoxidil nanoparticles (MXD-NP) using thebead mill method, and investigated the hair-growth effect of MXD-NP and a commercially available MXD solution (CAMXD). Hair growth and skin permeation studies were conducted using C57BL/6 mice. Moreover, we examined the MXD
contents in the upper (hair bulge) and the lower hair follicle (hair bulb). The mean particle size of the MXD in the MXDNP was 99 nm. The hair-growth effect of the MXD-NP was higher than that of CA-MXD, and the MXD content in the hairbulge of mice treated with MXD-NP was 7.4-fold of that in the mice treated with CA-MXD. On the other hand, the plasma
MXD levels in the mice treated with MXD-NP was lower in comparison with CA-MXD. In conclusion, we showed that
MXD-NP enable the accumulation of MXD in the upper hair follicles more efficiently than CA-MXD, leading the activationof hair growth.

１．緒が皮膚吸収を介さず、直接毛根中に到達する製剤開発の可言

能性を示してきた 2）。さらに、これら製剤は従来のように

Androgenetic alopecia（AGA）とは、成人男性によくみアルコールなど刺激性を有する溶媒を使用することなく調られる髪が薄くなる状態であり、これら薄毛対策はコスメ製可能である。本研究では、このナノ結晶化技術を応用しトロジー分野において極めて大きな課題である。ミノキ

た MXD ナノ結晶ハイドロゲル製剤を作製し、毛根部へのシジル（MXD）はこれら AGA の治療薬の 1 つであり、その効果的な薬物送達を試みる。また、MXD ナノ結晶ハイド

薬効は毛乳頭細胞の増殖作用、上皮系毛組織細胞（毛母細ロゲル製剤をモデル動物に適用することで、本技術が現在胞）などのアポトーシス抑制作用、毛組織血流改善作用に市販されている製剤以上の発毛効果が得られる手法である

基づくことが報告されている。本 MXD を配合した日本でことを証明する。

®

初めての発毛剤はリアップ （大正製薬）であり、壮年性脱２．方毛症における発毛、育毛および脱毛進行予防に効果を持つ
第 1 類医薬品である。さらに近年では、リアップ ® の他に、

法

2 . 1. MXD-NP 製剤の調製

MXD を主成分とする医薬品が次々に販売され、発毛、育メチルセルロースおよびミノキシジル（MXD）を秤量

毛および脱毛進行予防を示す MXD 製剤の新たな処方設計

し、乳鉢にて 30 分破砕を行い、それぞれ p- オキシ安息香や製剤技術が求められている。

酸メチル、p- オキシ安息香酸プロピル、D- マンニトール

一方、ナノ結晶化技術はこれら新剤型に繋がる製剤技術を含有した精製水で 5 mL にメスアップ後、スターラーにの 1 つであり、今日美容業界分野でも注目されている技法て一日撹拌を行った。その後、直径 2 . 0 mm のジルコニアである。一般にナノ粒子とは、大きさが 200 nm 以下の粒

ビーズ 2 . 0 g を含む 2 . 0 mL チューブ中にてビーズミル破砕子を指し、医薬品をナノ結晶化した際に、溶解速度、分散性、 （5 , 500 rpm、30 sec × 15 回 , 4 ℃）を行った後、シェイクマ
製剤安定性の改善が可能となる。また、粒子径 100 nm 程

スターネオ（1 , 500 rpm）にて 2 時間破砕処理を施すことでにすることでエンドサイトーシスを介して、角膜、腸膜、MXD ナノ製剤（MXD-NP）を調製した。これら製剤の組成

皮膚透過性といったドラッグデリバリーシステム（DDS）

は MXD 5 %、パラ安息香酸メチル 0 . 026 %、パラ安息香酸としての応用性も知られている 1）。申請者もまたこれらナ

プロピル 0 . 014 %、D- マンニトール 0 . 5 %、メチルセルロ

ノ結晶の製造や安全性、DDS への応用性について検討をース 8 % とした。また比較対象として、MXD 粉末と同上行っており、超微細ナノ結晶化技術を用いることで、薬物添加剤を混合したものを MXD マイクロ製剤（MXD-MP）とした。さらに、溶液型の従来型 MXD 製剤としてリアップ X 5（CA-MXD、大正製薬、東京、日本）を用いた。

Design of Hydrogel Nanoparticles for
Direct Drug Delivery to Hair Follicles

2 . 2 . 薬物ナノ粒子の粒子径および粘度測定
MXD の粒子径測定には SALD- 7100（島津製作所、京都、

Noriaki Nagai

日本）を用いた。SALD- 7100 の測定条件は散乱光強度のFaculty of Pharmacy, Kindai University

最大値が 40 ～ 60 % の範囲内、屈折率 1 . 60 ± 0 . 10 i とした。

− 73 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

また、音叉振動式粘度計 SV- 1 A（株式会社エー・アンド・

用いた。

デイ、東京、日本）を用い、20 ℃および 36 ℃のそれぞれの2 . 5 . 発毛効果の測定

温度において粘度測定を行った。

薬剤塗布前処置として、7 週齢 C 57 BL/ 6 雄性マウス背2 . 3 . HPLC を用いた MXD 濃度の測定

面を剃毛後、脱毛クリーム（epilat、Kracie、東京、日本）

MXD 濃度は調製した MXD の試料 50 µL に内標 p- オキ

にて脱毛し、1 日放置した。翌日、中央 1 cm 2 を切り取っ

シ安息香酸エチル（1 µg/mL、溶媒：メタノール）100 µL をたラミネートを背部に被せ、切り取った部分に各種 MXD

加え、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）装置（島津製製剤を 1 日 1 回 30 µL、15 日間連日塗布を行った。測定は作所、京都、日本）にて測定した。試料注入量は 10 µL と

1 日 1 回行い、イソフルラン吸入麻酔下（流量 1 . 0 L/min、し、試料の注入にはオートインジェクター SIL- 20 AC を

設定濃度 2 %）、マウス背面をデジタルカメラで撮影し、用いた。HPLC 測定条件は、移動相にメタノール / 精製水

画像解析ソフト Image J にて塗布部発毛面積を得た。また、/ 3 mM ドキュセートナトリウム（45 / 54 / 1 v/v/v）を用い、発毛面積 - 時間曲線下面積（AUC 0 - 16 d）を台形法にて導いた。

カラム Inertsil ODS- 3（2 . 1 × 50 mm、ジーエルサイエン

３．結ス、東京、日本）、温度 35 ℃（クロマトチャンバー CTO20 AC 使用）、移動相の流速 0 . 25 mL/min、波長 254 nm と果

3 . 1. MXD-NP 製剤の物性評価した。測定時間は 16 分とし、本研究では、MXD のピー

ビーズミル破砕処理前の MXD 粉末の粒度分布を測定しクが 12 ～ 13 分、
内標のピークが 4 ～ 5 分の間に検出された。

たところ、平均粒子径は 5 . 83 µm とマイクロサイズであった（図 1 A）
。一方、ビーズミル破砕処理により MXD は微2 . 4 . 毛球、皮膚および血液への薬物移行性評価

細化され、その平均粒子径は 99 nm と、ナノサイズの粒子

薬剤投与前処置として、7 週齢 C 57 BL/ 6 雄性マウスをが確認できた（図 1 B）
。図 1 C にはビーズミル破砕処理後

イソフルラン麻酔下（流量 1 . 0 L/min、設定濃度 2 %）、背における MXD の画像を示す。50 nm ～ 200 nm 程度のナ部の毛を電気バリカン（THRIVE、大阪、日本）
にて剃毛しノ超微粒子が混在しているため、これら製剤の白色分散液

2

1 日放置した。翌日、中央 1 cm を切り取ったラミネートであった。さらに、適用時にゲル化し、持続性拡大を目的を背部に被せ、切り取った部分に各種 MXD 製剤を 30 µLにメチルセルロースを 8 % 添加したハイドロゲル製剤化に塗布した。4 時間後、イソフルラン吸入麻酔を行い、塗布ついて検討した。その結果、常温である 20 ℃では粘度は部の毛髪をピンセットにて抜き、バルジおよび毛球部を約 30 mPa ∙ s であったが、36 ℃では約 120 mPa ∙ s と体温付採取した。また、製剤塗布部の皮膚組織を回収するととも近で粘性の増加が認められた（図 1 D）。これら MXD-NPに、頸動脈から血液を採取した。得られた血液は遠心分の溶解度は 18 . 5 µM であり、MXD-MP（2 . 1 µM）より顕著

離（20 , 400 g、20 min、4 ℃）により、上清を分取した。こに高値であった。

れら各試料（バルジ、毛球部、皮膚、血液）をエタノール
200 µL にてホモジナイズし、遠心分離（20 , 400 g、20 min、

3 . 2 . MXD 製剤塗布による毛球、皮膚および血液へ

4 ℃）後、上清を採取し、試料中の MXD 濃度を上記に示の薬物移行性評価した HPLC 法にて測定した。またタンパク量の測定を行

図 2 は塗布 4 時間後の皮膚、バルジ領域部、毛球部おうことで、毛球滞留性（mol/µg protein）および皮膚滞留性

よび血中の MXD 薬物滞留性を示す。皮膚および毛球へ（mol/g protein）
を算出した。タンパク量測定には Bio-Radの滞留性において MXD-NP 塗布群は、MXD-MP 塗布群

Protein Assay Kit（Bio-Rad、カリフォルニア、USA）をと比較し高値であったが、CA-MXD 塗布群のそれに比図 1 ビーズミル処理前の MXD 粒度分布（A）、ビーズミル処理後の MXD 粒度分布（B）、ビーズミル処理後の MXD 画像（C）、20℃と36℃における MXD-NP 製剤の粘度（D）3）− 74 −

毛根への薬物直接送達を可能とするナノ結晶ハイドロゲルの開発

図 2 MXD 製剤塗布 4 時間後の C57BL/6 マウスの皮膚組織（A）、バルジ領域部（B）、毛球部（C）および血液（D）中の MXD 含有量 3）
N.D. 検出限度以下 . *p<0.05 vs. MXD-MP. #p<0.05 vs. CA-MXD.

べ、低値であった（図 2 A および C）。一方でバルジ領域部

４．考においては、MXD-NP 塗布群は CA-MXD 塗布群と比較察し高値を示し、その値は約 7 . 4 倍であった（図 2 B）
。これ

臨床において、AGA の治療法として MXD の外用剤がら結果から、MXD-NP は CA-MXD よりもバルジ領域へ用いられており、5 % MXD 製剤の有効性は 1 % や 2 % の吸収されやすいことが示唆された。一方、皮膚滞留性でMXD 製剤より有意に高いことが知られている 4 , 5）。しかし、は、MXD-NP 塗布群と比較し CA-MXD 塗布群で高値を

これまで MXD を高濃度（5 %）含有する MXD 固体ナノ粒子

示し、その値は、約 1 . 9 倍であった（図 2 A）
。また、CA-

製剤の設計は報告されていない。本研究では、分散状態を

MXD 塗布群では血中で MXD が検出されたが、MXD-NP

維持した MXD ナノ粒子を 5 % 含有する製剤処方を新たに塗布群では血中への薬物移行は見られなかった（図 2 D）。

開発するとともに、本製剤化が MXD を毛包（バルジ領域）に効果的に送達し、C 57 BL/ 6 マウスの発毛効果増強に繋3 . 3 . MXD 製剤適用時における発毛促進効果

がることを明らかにした。

図 3 は各種 MXD 製剤塗布後の代表的発毛経過画像を示

まず、研究で調製した MXD-NP（MXD を高濃度（5 %）す。また、図 4 は各種 MXD 製剤塗布後日数別に撮影した含有するナノ粒子製剤）の特性を測定した。MXD-NP の粒

写真を Image J より解析した塗布部の発毛率（図 3 A）と実子径は 50 nm- 200 nm（平均粒子径、99 nm、図 1 B）であり、

験 16 日後までの AUC 0 - 16 （図3 B）を示す。Vehicle 塗布群
d

MXD-NP 中の固体 MXD の比率は 99 % 以上であった。一では塗布後 11 日から発毛が認められ、MXD-MP 群でも般に、薬物濃度を上げると、製剤中の分散粒子の凝集が同程度であった。一方、MXD-NP を塗布することで発毛促進されることがある。しかし、MXD-NP 製剤では、22

開始が早まり、その時期は塗布後 7 日目であった。また、℃で 14 日経過しても凝集は検出されず、固体 MXD の比

MXD-NP 塗布群では、従来品である CA-MXD 塗布群よ率にも変化は見られなかった。MXD-NP の粘度は 20 ℃でりも発毛時期が早く、AUC 0 - 16 d においても MXD-NP 塗布

約 30 mPa・s とメチルセルロース 8 % 含有による高い粘度群は、CA-MXD 塗布群と比較し有意に高値であった。

が MXD ナノ粒子の分散性を向上させたと考えられる。また、温度応答性ゲル化基剤であるメチルセルロースの性質− 75 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図3

MXD 製剤を反復投与（1 日 1 回）した C57BL/6 マウスのデジタル写真 3）

図 4 C57BL/6 マウスにおける MXD 製剤の反復投与による毛髪成長への影響 3）（A）MXD 製剤を反復投与（1 日 1 回）した C57BL/6 マウスの毛髪面積（A）と AUC 0-16d の変化（B）。*p < 0.05 vs.
Vehicle. #p < 0.05 vs. MXD-MP. $p < 0.05 vs. CA-MXD．

上、体温付近の 36 ℃における粘度は約 120 mPa・s と、in

ウスに比べ、毛髪の成長が早く、MXD-NP 群の AUC 0 - 16 d

situ ハイドロゲルとしての適応可能な製剤化に成功した。

は従来品の CA-MXD 群のそれにと比較し有意に高値であ次に、C 57 BL/ 6 マウスを用いて、MXD-NP の発毛効った（図 3 および 4）。これらの結果は、MXD-NP の発毛果を評価した。MXD-NP 塗布マウスは CA-MXD 塗布マ

効果が CA-MXD の効果よりも優れていることを示してい− 76 −

毛根への薬物直接送達を可能とするナノ結晶ハイドロゲルの開発

る。さらに、皮膚組織や血液中の MXD 含有量の評価に加MXD が幹細胞に直接作用するかどうかについて、今後さえ、毛包を上部（バルジ領域部）
と下部
（毛球部）
に分割した

らなる研究を進める予定である。

際の、毛包送達経路についても評価した。MXD-NP 塗布

５．総

マウスのバルジ領域部の MXD 濃度は CA-MXD 塗布群よ括りも高値を示したが、MXD-NP 投与マウスの毛球部およMXD ナノ結晶からなる高濃度（5 %）MXD 製剤の製造法

び皮膚組織内の含有量は CA-MXD 塗布群よりも低値であを確立するとともに、メチルセルロースをベースとした inった（図 2 B および C）。また、従来の CA-MXD 塗布時にsitu ハイドロゲル処方を作成した。また、本 MXD-NP 製

おいては血中への MXD 移行が確認されたが、MXD-NP

剤は従来品に比べ、毛穴を介した毛根中への薬物直接移行

塗布群においては血液中への薬物移行は検出されなかった性が優れており、従来品より安全かつ高い薬効を有するこ（図 2 D）。一般に薬物の皮膚吸収経路は、連続した角質層とを明らかとした。本成果を基盤とし、今後コスメトロジ

を経由するルート 1 と付属器官を介して皮膚内に浸透する

ー分野における新たな技術ツールを生み出すとともに、国6）

ルート 2 の 2 種が大きな経路として知られている 。なか民の美容向上に貢献するような研究を進めていきたいと考でも、その広い面積から角質層を透過し、皮膚組織の深部える。

および血中へ浸透するのが一般的な溶液型薬物（溶媒和された薬物）の主経路と考えられる。一方、角質層は外部か

謝辞らの異物侵入に対し高いバリア機構を有していることか

本研究を遂行するにあたり、公益財団法人コーセーコス

ら、粒子径約 200 nm 以上の薬物は角質層を通過すること

メトロジー研究財団のご支援をいただきましたことに心よができず、溶媒和された薬物で見られるようなルート 1 をり感謝を申し上げます。

7）

介した薬物浸透が困難であることが報告されている 。本
研究で用いた MXD-NP 製剤においても、MXD-NP 中の（引用文献）

99 % 以上の MXD が固体粒子として存在し、その固体粒

1） Nagai, N. et al. Involvement of Endocytosis in the

子径は 70 nm- 200 nm であることから、これらのサイズでTransdermal Penetration Mechanism of Ketoprofen
Nanoparticles. Int. J. Mol. Sci. 19, E2138（2018）．

は角質層を通過することが難しいと示唆される。このこと
が、MXD-NP では、従来型 CA-MXD と比較し、皮膚組

2） Nagai, N. et al. Drug Delivery System Based On

織および血液中の MXD 含有量が低いことに繋がるものとMinoxidil Nanoparticles Promotes Hair Growth In

考える。一方、MXD-NP 塗布群ではバルジ領域部分へのC57BL/6 Mice. Int. J. Nanomedicine. 14, 7921-7931（2019）．

高い MXD 輸送を示したのは、ルート 2 のような付属器官

3） Oaku, Y. et al. Minoxidil Nanoparticles Targeting（毛包）を介したためではないかと示唆された。このように、Hair Follicles Enhance Hair Growth in C57BL/6 Mice.

今回調製した MXD-NP 製剤は、毛包への直接的な薬物取

Pharmaceutics 14, 947（2022）．

り込みが認められ、毛包 DDS に有用であるものと考えら

4） Olsen, E. A. et al. A randomized clinical trial ofれた。さらに、これらは血中への薬物輸送を軽減できるこ

5% topical minoxidil versus 2% topical minoxidil andとから、全身性副作用の軽減など安全面においても極めて

placebo in the treatment of androgenetic alopecia in

有用であるものと考えられた。一方で、MXD-NP 製剤はmen. J. Am. Acad. Dermatol. 47, 377-385（2002）．

皮膚表面側のバルジ領域部には高い薬物供給が可能であっ

5） Tsuboi, R. et al. Randomized clinical trial comparing

たが、毛包深部である毛球部への薬物輸送能は十分ではな

5% and 1% topical minoxidil for the treatment of

かった。したがって、今後さらなる改良が必要と考えら

androgenetic alopecia in Japanese men. J. Dermatol. 36,
437-446（2009）．

れる。また、従来品（CA-MXD）のように毛球部の濃度を高めるよりも、バルジ領域部での MXD 濃度を高めた製剤

6） Barry, B. W. Novel mechanisms and devices to（MXD-NP）のほうが、高い発毛効果を示したという本研

enable successful transdermal drug delivery. Eur. J.

究成果は、MXD がバルジ領域部で何らかの発毛機序を示

Pharm. Sci. 14, 101-114（2001）．

していることを示唆した。バルジ領域の細胞は幹細胞の性

7） Nagai, N. et al. Design of a transdermal formulation

質を持ち、この細胞が無毛期発症時に新しい毛幹を生成す

containing raloxifene nanoparticles for osteoporosis

ることが知られている 。したがって、バルジ領域部で高treatment. Int. J. Nanomedicine. 13, 5215-5229（2018）．

まった MXD は毛包上皮幹細胞の活性化を誘発するのでは

8） G a rz a , L . A . e t a l . B a ld s c a lp i n men w it h

ないかと考える。しかし、MXD がどのように発毛を促進

androgenetic alopecia retains hair follicle stem cells

するのか、現時点での理解は限られており、MXD と幹細

but lacks CD2 0 0-rich and CD3 4-positive hair follicle

胞の直接的な相互作用についてはほとんど分かっていない。

progenitor cells. J. Clin. Invest. 121, 613-622（2011）．

8）− 77 −

開閉制御可能なナノシャッター構造を有する高分子微粒子担体の開発
信州大学繊維学部湊遥香

In this present study, nanocomposite hydrogel particles with multiple layered structures have been created. To do this,first, hydrogel particles with thermo-responsive property were prepared by aqueous free radical precipitation polymerization.
Using the obtained hydrogel particles as cores, seeded precipitation polymerization with various chemical species wasinvestigated to obtain hydrogel particles with multiple layers. It is found that one-pot synthesis of multiple layered hydrogel
particles was possible by modifying conventional precipitation polymerization for forming nanocomposite hydrogel particles
with nano-scale shutters. The obtained particles were evaluated by dynamic light scattering, various microscopy including
optical microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy.

１．緒

た。

言

そこで本研究では、シード沈殿重合法を発展させ、体温

ハイドロゲル微粒子は、高分子鎖の三次元ネットワークを付近の温度刺激に対して開閉可能なシャッター構造をゲル有し、水で高膨潤した柔らかいコロイド粒子である 1 - 4）。そ

微粒子内に導入できれば、微粒子に内包した有効成分を効のため、ポリスチレンやシリカなどの従来の硬い高分子微粒

果的に放出することが可能となり、より有用な薬剤輸送シ子と比較し、柔らかいゲル微粒子は、温度や pH などの様々ステムの開発に繋がると考え、複数の機能性シェル層を有な環境変化に対する刺激応答性や、機能性分子の取込み・する CS ゲル微粒子の開発を試みた。

放出、生体適合性などの魅力的な特徴を有している

3 , 4）。さ

２．方らに、優れた分散安定性を有することから、薬剤を安定に法

内包できる薬剤輸送システムとしての応用が着目されてい32 ℃付近に体積相転移温度を有するポリ N- イソプロピる。しかし、内包した薬剤が瞬時に放出されてしまうこと

ルアクリルアミド（pNIPAm）を主成分に選択し、モノマー

や、内包物の放出に伴い微粒子の崩壊が生じてしまうことを複数回に分けて添加するワンポット沈殿重合により、複など、課題が多く残されている現状である。こうした課題

数のシェルを有する CS ゲル微粒子を合成した（スキームを解決するため、ゲル微粒子のナノ構造の精密制御が求め

1）。その際、NIPAm に対する反応性比が異なるコモノマ

られている。

ーを選択し、シェル層内の荷電基の空間分布を設計した。

そのような背景の中、様々な化学種から成るコアシェル

さらに、得られた CS ゲル微粒子存在下の油溶性モノマー（CS）構造が着目されている。これまで、ハイドロゲルののシード乳化重合法により、ゲル微粒子内部の荷電基を避みから成る CS ゲル微粒子や、ダブルシェル型 CS ゲル微粒

けて固体成分（例：ポリスチレン）が複合化する現象を活用子、中空ゲル微粒子などの様々なタイプの CS 構造が開発し、ナノシャッター構造となる固体成分をゲル微粒子内されてきた

5 - 7）。従来、これらの CS ゲル微粒子は、主に水に導入した。複数のシェル層を有する CS ゲル微粒子の内系のフリーラジカルシード沈殿重合により合成される。水部構造は、走査型電子顕微鏡（SEM）や透過型電子顕微鏡

溶性のシェルモノマーから形成されるポリマーは、重合中（TEM）による観察に加え、動的光散乱法（DLS）や電気泳に水に不溶となり析出し、系内に存在するシード粒子（コ動光散乱（ELS）などの手法で評価した。

アゲル微粒子）に付着することで、CS ゲル微粒子が形成さ

３．結果・考察れる。一連の合成方法により、母体となるコアゲル微粒子
のみでは成し得ないより複雑な機能性の追求がなされてき3 . 1. 複数のシェル層を有するCS ゲル微粒子
水系のフリーラジカル沈殿重合法において、一般に、ゲル微粒子は同心円状に形成されることが知られている。そSynthesis of Polymer Microspheres
Including Nano-shutter Structures
Haruka Minato
Faculty of Textile Science & Technology,
Shinshu University, Japanのため、重合系内にモノマーを追加で添加し続ければ、複数のゲル層を有する CS ゲル微粒子が得られると考えた（ス
キーム 1）。このとき、主成分である pNIPAm と反応性比の異なる荷電基モノマーを共重合することで、複数の荷電基層の導入を試みた。ここでは、NIPAm との反応性が− 78 −

開閉制御可能なナノシャッター構造を有する高分子微粒子担体の開発

スキーム 1

多層ゲル微粒子の合成手法

高いメタクリル酸（MAc）、および反応性の低いフマル酸

一定に達し、モノマーの添加回数に応じて複数回上昇を繰（FAc）を共重合した（それぞれを、NM、NF と表記）。

り返した。この結果から、供給されたモノマーは、モノマ

まず、追加添加するモノマー濃度の影響を検討した。一連の検討の結果、モノマー濃度の増加に従い、望まぬ二次ー添加から 1 時間以内にポリマーに変換され、粒子に吸着したことと考えられる。

粒子が形成されることが分かった。このことから、荷電基

続いて、ELS により、ゲル微粒子の表面電荷密度に相層の厚さを制御する場合には、モノマー添加の回数を変え関する電気泳動移動度（EPM）の時間依存性を評価した（図ることが効果的であると考えられた。次に、モノマーを添1（b））。得られた CS ゲル微粒子は、各 NM/NF 層にカル加するタイミングについて検討した。先に添加したモノマ

ボキシ基を有するため、脱プロトン化（pH 3）／プロトン化

ーが微粒子に導入される前に次のモノマーを添加してしま（pH 11）状態でそれぞれ評価した。コア粒子（N）の合成開

うと、各層の組成が混じり合うと考えたためである。そこ

始から EPM の絶対値はほぼ一定であったのに対し、1 層

で、サンプリングによりモノマー添加直後からの粒子サイ

目の NM モノマーを添加した直後、EMP の絶対値は大きズを測定した。すると、モノマー添加から 1 時間を過ぎたく上昇した後、徐々に減少した。Dh がまだ増加している頃から粒子サイズの増加がみられなくなったため、対象とにもかかわらず、EPM の最大絶対値が重合初期（〜 10 分）

する系においては、十分にモノマーが消費される時間は 1に記録されたことは、MAc がシェル層の中心部（内側）に時間程度であることが示唆された。以上をふまえ、モノマ

局在していることを示す。２～ 4 層目の NM モノマー添加

ーを連続添加するときの間隔を 1 時間とし、添加回数を変後も同様の傾向がみられた。一方、5 層目の NF モノマーえることで、複数のゲル層を有する CS ゲル微粒子を合成を添加時には、徐々に EMP の絶対値は上昇した。これはした。

NM 層を導入した場合とは異なり、層の表面（外側）付近に

シェルモノマーを 1 回添加したゲル微粒子を「CS 1」と荷電基が帯電していることを示す。以上より、効果的にシし、最大５回添加した CS 5 ゲル微粒子を合成した。５回

ェル層が導入された CS ゲル微粒子が得られたと考えられ

以上はフラスコの容量が足りずモノマーの追加添加ができる。

なかったが、フラスコサイズやモノマー量を調節することる。図 2 は、コアに pNIPAm ゲル微粒子、１～４層目に

３. ２．複数のシェル層を有する複合化 CS ゲル微粒子とその機能性NM、５層目に NF のシェル層を導入した典型的な CS ゲル

続いて、シード乳化重合法により上記検討により得られ微粒子（N―NM―NM―NM―NM―NF）の顕微鏡像を示たゲル微粒子内への固体成分を導入した。まず、2 回モノす。得られた CS ゲル微粒子を電界放出形（FE-）SEM で観マー添加した CS ゲル微粒子（CS 2）に対して、スチレンの察した結果、各層を導入したゲル微粒子も比較的サイズのシード乳化重合を実施した。FE-SEM より、望まぬポリ揃った粒子であり、モノマーを添加するにつれサイズ増加

スチレンの二次粒子が形成されることなく、ポリスチレンがみられた（図 1（a））。

（PS）が複合化された粒子が形成されたことが確認されたで、5 回以上でもシェル層を導入できることを確認してい同様に、DLS により算出された収縮状態のゲル微粒子（図 2 左上）。粒子の表面構造には凹凸がみられており、更の流体力学的直径（Dh）においても、段階的なサイズ増加に、真空中においてもゲル微粒子が脱水に伴い変形されるがみられた（図 1（b））
。このとき、Dh は合成開始およびモ

ことなく、球形を保っていることが確認された。続いて、ノマー添加したタイミングから徐々に増加し、約 30 分で超薄切片像を確認すると、黒い層が階層的に連なる様子が− 79 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図 1 （a）CS ゲル微粒子（N―NM―NM―NM―NM―NF）の FE-SEM 像、（b）CS ゲル微粒
子の収縮状態における Dh、および、膨潤状態における EPM の時間依存性確認された。このとき、PS を酸化ルテニウムにより染色することができた（図２上中央）。更に、超薄切片像から、することにより、PS 部位が黒くみえていると考えられる。

より複雑な階層構造を有することが観察された（図 2 下中

ゲル微粒子内部の電荷密度が高い部分に疎水的な PS が複央）。即ち、CS 2 に比べ、NM 由来の高分子電解質層が 1合化されないため、コアおよび 2 ～ 3 回目に添加したモ層増えたため、焦点のあった複合粒子には PS が複合化しノマーが融合した pNIPAm リッチな層に PS が複合化され、ていない 2 層の白い層が確認された。つまり、CS 3 におい

その間の層には PS が複合化されていないという、予想通ても予想通りの階層構造が得られることが分かった。
さらにゲル層を増した CS 5 に対して PS を複合化するりの構造が得られたことを確認した（図 2 左下）。
続いて、CS 3 に対する PS の複合化とその構造評価を行ことにも成功した（図 2 右上）。超薄切片像からも、内部った。CS 2 と同様に、PS の複合化を FE-SEM により確認に PS が複合化されていない白い層が 3 層確認されたため、− 80 −

開閉制御可能なナノシャッター構造を有する高分子微粒子担体の開発

図 2 CS ゲル微粒子の存在下、スチレンのシード乳化重合によって形成された PS シャッターを有した複合化ゲル微粒子。上段：FE-SEM 像。下段：超薄切片の TEM 像。

CS 5 においても目的とする階層構造を有することが分か

基質の拡散の抑制に寄与していることが示唆された。

った（図 2 右下）。

４．総得られたゲル微粒子ならびに PS を複合化したゲル微粒

括子に対して、モデルとする染料をしみこませ、その拡散

肌からの水分蒸発を抑制するため、水中油滴／油中水滴性について検討を実施した。カチオン性染料を用いると、エマルションを使用した化粧品は多い。エマルションの調

PS が複合化されていない粒子内部のゲル層に静電相互作

整には低分子界面活性剤が使用されてきたが、皮膚への刺用を駆動力として担持されることを確認した。PS を複合

激やアレルギー反応等を誘起することが問題視されている化していないゲル微粒子においても同様な染料吸着挙動ことから、低分子界面活性剤に比べ高い吸着エネルギーをを確認した。その上で、微粒子分散液の pH を中性付近か有する微粒子を安定化剤としたエマルションや、有効成分

らカルボキシ基がプロトン化される酸性へと変化させるを内包した微粒子の応用が試みられてきた。そのような中、と、いずれのゲル微粒子に取り込ませた場合も染料の脱着

本研究で用いるゲル微粒子は、高い分散安定性と界面活性挙動が確認された。この挙動をより詳細に検討したところ、

能に加え、内部に多量の水もしくは油を内包できる。そのPS によるシャッターがある複合化ゲル微粒子の方が、同ため、ゲル微粒子の化粧品への利用は、十分な保管安定性

様の外部刺激の印加に伴う放出挙動時に、ゆっくりと微粒と滑らかな質感の提供が期待できる。さらに、体温付近の子外に染料を放出することが確認された。その際、PS の温度に応答して開閉するナノ障壁を配置したゲル微粒子の層数が増すにしたがって、その速度の低下が確認されたこ設計により、長時間にわたって内包した有効成分を放出すとから、層状に連なった PS 層が微粒子内部からの低分子ることができれば、より持続的・効果的な有効成分の皮膚− 81 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

4） M. Karg, M. A. Pich, T. Hellweg, T. Hoare, L. A.

吸収が期待できるなど、波及効果が見込まれる。

Lyon, J. J. Crassous, D. Suzuki, R. A. Gumerov, S.
（引用文献）

Schneider, I. I. Potemkin, W. Richtering, Langmuir, 35,
pp6231-6255（2019）1） H. Minato, M. Murai, T. Watanabe, S. Matsui, M.
Takizawa, T. Kureha, D. Suzuki, Chem. Commun., 54,5） M. H. Smith, L. A. Lyon, Acc. Chem. Res., 45, pp985993（2012）

pp932-935（2018）2） H. Minato, M. Takizawa, S. Hiroshige, D. Suzuki,

6） F. A. Plamper, W. Richtering, Acc. Chem. Res., 5 0,
pp131-140（2017）

Langmuir, 35, pp10412-10423（2019）3） D. Suzuki, H. Horigome, T. Kureha, S. Matsui, T.

7） J. Oberdisse, T. Hellweg, Colloid Polym. Sci., 2 9 8,
pp921-935（2020）

Watanabe, Polym. J., 49, pp695-702（2017）− 82 −

皮膚細胞間バリアの破壊に関わる光センサーの解明と予防薬の開発
岐阜薬科大学薬学部

五十里

彰In this study, we focused on red light, which may have a protective effect against ultraviolet ray (UVB) light, a lightassociated with skin barrier dysfunction. Red LED light irradiation did not alter the expression level of tight junction barrierrelated factor claudin-1 (CLDN1), cellular localization of CLDN1, or cell proliferation signals including Akt and ERK.
Irradiation with red LED light significantly suppressed the increase in reactive oxygen species (ROS) production induced
by UVB irradiation. Pre-irradiation with red LED light significantly suppressed the increase in NFE2L2, SFN and PPAR-δ
mRNA expression induced by UVB irradiation. Moreover, red LED light also significantly ameliorated the UVB irradiationinduced suppression of PPAR-γ mRNA expression. Red light, which has been considered to have little biological effect, hasbeen shown to enhance the skin stress response and to attenuate oxidative stress, one of the mechanisms by which red light
can attenuate oxidative stress. In human epidermis-derived cells, irradiation with red LED light was also shown to reduce
UVB-induced increase in ROS production, which is associated with skin barrier disruption.
The establishment of scientific evidence may lead to the future development of technologies and devices that use red
light to enhance the skin's stress response. Since it is becoming clear that light has different physiological effects depending
on its wavelength, it is expected that new concepts for cosmetic materials will be developed that maintain the positive effectsof sunlight on the skin while preventing only the negative effects on the skin barrier.

１．緒を標的として、新たな予防法の開発に繋がることが期待さ言れる。

皮膚において、脂質膜による角質層と細胞間接着因子によ光線照射を用いた生体へのアプローチはフォトバイオモ

る顆粒層の二種類のバリアが存在し、体内からの水分・イ

ジュレーションと呼ばれ、基礎から臨床まで幅広く研究がオンの漏出や外界からの微生物などの侵入を防いでいる

1 , 2）。

行われ、様々な有益な作用が報告されている 5）。皮膚細胞

過度の紫外線を受けると炎症や核酸損傷による皮膚がん発において紫外線や可視光の中でも青色光などの短波長光は症リスクの増加だけでなく、乾燥などの皮膚バリア破綻をオプシンなどの光受容体タンパク質に受容されると考えら伴う光老化が生じる。光老化において、角質層の天然保湿れるが、赤色光をはじめとした長波長光の受容と作用機序

因子との関与が明らかになっているが、顆粒層バリア破綻については不明な点が多い 6 , 7）。興味深いことに、健常者におけるメカニズムは不明である。

皮膚に赤色 LED 光の前照射により紫外線誘発紅斑形成が顆粒層バリアは隣接細胞の接着を担うタイトジャンク

抑制されることが知られ 8）、皮膚バリア保護に関わる波長

ション（tight junction: TJ）によって形成される。TJ は膜の光の存在が示唆されているため、赤色光による作用メカ

貫通型タンパク質であるクローディン（CLDN）や足場タン

ニズムの科学的エビデンスの確立が必要不可欠である。

パク質である ZO- 1 などによって形成される。これまでに本研究では、皮膚バリア破綻に関わる光である紫外線に

我々は、微弱紫外線照射や活性酸素種（ROS）
によって細胞

対して保護的に作用する可能性のある赤色光に着目し検討

間バリアが破綻する際に、CLDN 1 のリン酸化やニトロ化した。

などの翻訳後修飾状態が変化し、クラスリン依存性エンド

２．方サイトーシスの促進によって内在化することを報告した 3 , 4）。
さらに、微弱紫外線による皮膚バリア破綻において、光セ法

2 . 1. 細胞培養

ンサー受容体であるオプシンタンパク質および下流のカル

ヒ ト 表 皮 ケ ラ チ ノ サ イ ト 由 来 の HaCaT 細 胞 を 用 い

シウム流入を伴う細胞内シグナルの関与を明らかにしておて各種検討を行った。細胞は 5 % ウシ胎児血清を含むり、光センサーを介する皮膚バリア破綻の細胞内シグナル

Dulbecco’ s modified Eagle Medium で 培 養 し た。5 %CO 2 インキュベーターを用いて、37 ℃にて培養を行った。
0 . 5 % trypsin-EDTA 溶液を用いて 3 ～ 4 日ごとに継代し、Elucidation of photosensors involved in
the breakdown of the skin intercellularbarrier and development of prophylactic
agents実験に用いた。

2 . 2 . 紫外線および赤色 LED 光の処理
7 × 103 個 / ウェルの濃度で細胞を 96 ウェルプレート

Akira Ikari
Gifu Pharmaceutical University（Thermo Fisher Scientific 社）に播種し、3 日間培養した。

− 84 −

皮膚細胞間バリアの破壊に関わる光センサーの解明と予防薬の開発

LED array driver（ バイオリサーチセンター株式会社）を

2 . 5 . 細胞生存率、細胞内 ROS 産生量、ミトコンド
リア膜電位の解析用いて赤色 LED 光（630 nm, 5 - 100 J/cm 2）を照射後、UVP

96 ウェルプレートに培養した HaCaT 細胞に、ROS 蛍

cross linker（Analytik Jena）を用いて紫外線（UVB, 波長光指示薬である 2 ', 7 '-dichlorodihydrofluorescein diacetate

検討時に培地を Hanks' Balanced Salt Solution に置換し、

2302 nm, 50 mJ/cm ）を照射した。無血清培地に置換してさ（H 2 DCFDA）またはミトコンドリア膜電位の蛍光指示薬でらに培養後、各種検討を行った。

ある MT- 1 MitoMP Detection Kit（Dojindo）を取り込ませ、各種光源の照射 1 時間後に蛍光プレートリーダー（Infinite

2 . 3 . SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動とウェス
タンブロット法
7 × 104 個 / ウェルの濃度で細胞を 6 well plate に播種し、F 200 , Tecan）を用いて蛍光強度を測定した。また、cellcounting kit- 8（CCK- 8 , Dojindo）を用いて 24 時間後における細胞生存率を測定した。

23 日間培養した。赤色 LED 光（630 nm, 10 J/cm ）を照射した 24 時間後、セルスクレイパーを用いて細胞を回収した。

2 . 6 . RNA 抽出とリアルタイム PCR

Lysis buffer（1 % Triton X- 1 0 0 , 0 . 1 % sodium dodecyl

赤色 LED 光および UVB 照射から 6 時間後、TRI reagent

sulfate（SDS），150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 20 mM Tris-（コスモバイオ社）を用いて細胞から total RNA を抽出しHCl, pH 7 . 4）を用いて細胞内タンパク質を可溶化し、遠心た。ReverTra Ace（東洋紡社）を用いて逆転写反応を行により可溶性画分を抽出した。10 % または 12 . 5 % SDS-

い、cDNA を調製した。定量的リアルタイム PCR 法では、

ポリアクリルアミドゲルにタンパク質サンプルをアプラ

Real time PCR Eco（アズワン社）を用いて mRNA 発現量

イし、30 mA で 80 分間電気泳動した。ゲルを PVDF 膜にを測定した。各遺伝子の発現量は、β-actin mRNA の発現

転写後、2 % スキムミルクで 30 分間処理し、ブロッキン

量で標準化した。使用したプライマーを表 1 に示す。

グを行った。各種一次抗体（抗 CLDN 1 抗体、抗 phospho-

３．結

Akt（Ser 473）
抗体、抗 Akt 抗体、抗 pospho-ERK 1 / 2 抗体、

果

洗浄後、HRP 標識二次抗体を室温にて 60 分間反応させた。

3 . 1. 赤色 LED 光照射による CLDN1タンパク質の発現および細胞局在

EzWestLumi plus（ATTO 社）を用いて各タンパク質のバ

CCK- 8 を用いた比色解析によって赤色 LED 光照射後の抗 ERK 抗体）をそれぞれ 4 ℃で一晩処理した。PVDF 膜のンドを検出した。

細胞生存率を検討したところ、顕著な細胞毒性は見られなかった。次に、表皮における TJ バリア形成に対する作用

2 . 4 . 蛍光免疫染色法を解明するため、ウェスタンブロット法により皮膚 TJ 構

カバーガラス上に培養した細胞に赤色 LED 光（630 nm,
2成の必須因子 CLDN 1 タンパク質の発現量を測定した。赤100 J/cm ）を照射してから 6 時間後、メタノールによる固色 LED 光照射によって、CLDN 1 タンパク質発現量は変化

定後、0 . 5 % Triton X- 100 含有 PBS で可溶化処理を行った。

しなかった（図 1 A）
。蛍光免疫染色法により、CLDN 1 タ

4 % ブロックエースを用いてブロッキング処理を行った後、ンパク質の細胞内局在を検討したところ、細胞接着領域

一次抗体（抗 CLDN 1 抗体）を 4 ℃で一晩処理した。一次における局在様式に変化は認められなかった（図 1 B）。ま

抗体を洗浄後、AlexaFluor 546 標識二次抗体を室温で 90

た、赤色 LED 光照射が細胞増殖能に及ぼす影響を明らか

分間反応させた。4 ', 6 -diamidino- 2 -phenylindole（DAPI）にするため、細胞生存・増殖シグナルである Akt およびを反応させ、細胞の核を可視化した。カバーガラスをス

ERK 1 / 2 のリン酸化量を検討したところ、いずれも変化

ライドガラスに固定し、共焦点レーザー顕微鏡（LSM 700、は認められなかった（図 1 A）。以上の結果から、赤色 LED

Zeiss 社）を用いて CLDN 1 タンパク質の細胞局在を解析し光照射による直接的な細胞増殖シグナルや TJ 形成能へのた。

作用はないことが示された。

表1

リアルタイム PCR で使用したプラマー

Forward（5’ --- 3’）

Reverse（5’ --- 3’）

NFE 2 L 2

CACCATGGGAATGGACTTG

TCATACTCTTTCCGTCGCTG

Stratifin

AGATGCCGCCCACCAA

ATCTCGTAGTGGAAGACGGAAAAGPPARδCTCTATCGTCAACAAGGACG

GTCTTCTTGATCCGCTGCATPPARγCGACCAAGTAACTCTCCTCAGTTCCGTGACAATCTGTCTG

β-Actin

CCTGAGGCACTCTTCCAGCCTT

TGCGGATGTCCACGTCACACTTC− 85 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

3 . 2 . 紫外線照射誘発 ROS 産生に対する赤色 LED
光照射の作用UVB の照射によって細胞内 ROS 産生量が亢進し、細胞

ROS 産生量は減少しなかった。この結果から、赤色 LED
光の前照射によって、UVB 照射誘発 ROS 産生が抑制されることが示された。

3）

毒性が惹起されると、細胞間バリア機能も障害される 。
斑形成が抑制されることが報告されている 8）。そこで、我々

3 . 3 . ミトコンドリア膜電位に対する各種光源照射の作用の実験条件においても、赤色 LED 光の前照射によって赤色 LED 光前照射による ROS 産生抑制のメカニズムをUVB 照射による皮膚細胞へのダメージを減弱できるかど解明するため、細胞内の ROS 産生に関わる細胞内小器官

うかを検討した。我々のこれまでの検討において、5 mJ/でもあるミトコンドリアに着目した。特異的蛍光指示薬

cm 2 以下の線量の UVB 照射では ROS 産生量は増加しない

MT- 1 を用いて、ミトコンドリア膜電位を測定したところ、一方、赤色光を予め照射することで、紫外線暴露による紅2が、50 mJ/cm 以上の線量では顕著に増加することを明ら

各種光源照射条件において、ミトコンドリアの膜電位は変かにしているため 、UVB 50 mJ/cm の照射条件を用いた。

化せず、赤色 LED 光による作用も認められなかった（図ROS 特異的な蛍光指示薬 H 2 DCF を用いた ROS 産生量の3）
。両光源照射によってミトコンドリアの膜電位が減少

3）2

解析を行った。UVB 50 mJ/cm の照射によって、Control

しており、何らかのダメージが生じた可能性があるが、原（無処置サンプル）と比較して顕著に増加した ROS 産生量

因は不明である。以上の結果から、紫外線照射に誘発され2は、赤色 LED 光（10 J/cm ）の前照射によって有意に抑制る ROS 産生亢進および赤色 LED 光による改善作用はミトされた（図 2）
。一方で、赤色 LED 光単独照射細胞において、コンドリアを介さない機序によるものと考えられる。

2

図 1 赤色 LED 光照射後の CLDN1 タンパク質の発現量および細胞
局在（A）
ウェスタンブロット法における結果。未処理または赤色 LED 光照射（10J/cm2）の照射 24 時間後、各タンパク質の発現量を測定した。
CLDN1、phospho-Akt（Ser473）、Akt、phospho-ERK1/2、ERKに対する一次抗体を用いた。
（B）
蛍光免疫染色法における蛍光撮影画像。赤：CLDN1、青：DAPI（核を染色）。赤色 LED 光照射（10J/cm2）の照射 6 時間後の細胞を用いて、蛍光免疫染色を行った。

図 2 紫外線照射誘発 ROS 産生に対する赤色 LED 光照射の作用
赤色 LED 光照射（5 or 10J/cm2）および紫外線（UVB 50mJ/cm2）の照射 1 時間後の細胞における H2DCF の蛍光強度を測定し、赤色 LED 光・紫外線未照射の細胞における蛍光強度を100% と し た。**P < 0.01 and NS P > 0.05 vs control（non-UVB）．## P < 0.01 vs UVB only. n = 5-6.

図 3 ミトコンドリア膜電位に対する各種光源照射の作用
赤色 LED 光照射（10J/cm2）および紫外線（UVB 50mJ/cm2）の照射 1 時間後、蛍光プレートリーダーを用いて MT-1 の蛍光強度を測定し、ミトコンドリア膜電位の指標とした。
**P < 0.01 and NS P > 0.05 vs control（non-irradiated）．
Control: non-irradiated, UV: UVB（50 mJ/cm 2），UV+RL:
UVB（50mJ/cm2）+Red LED（10J/cm2），
RL: Red LED
（10J/
2
cm ）
．n = 5-6.

− 86 −

皮膚細胞間バリアの破壊に関わる光センサーの解明と予防薬の開発

3 . 4 . ストレス応答因子の発現に対する各種光源照射の作用ることが知られ、紫外線照射されたケラチノサイトにおい

赤色 LED 光前照射による酸化ストレスの抑制メカニズ

リア機能の低下に関与することが報告された 11）。そこで、ムを解明するため、ストレス応答に関わる因子の mRNA

ストレス感受性因子として SFN の発現量を検討したとこ

発現量をリアルタイム PCR 法によって解析した。

ろ、紫外線照射によって SFN mRNA 発現量が増加し、赤て増加する SFN mRNA 発現が、光老化皮膚の保水力やバ

酸化ストレス応答の主要因子である Nrf 2 は、抗酸化酵

色 LED 光前照射によって紫外線誘発効果は抑制された（図素であるヘムオキシダーゼ - 1 やキノン酸化還元酵素 - 1 な4 B）。一方、赤色光単独では SFN mRNA 発現量に影響を

どの発現を制御する 。Nrf 2 をコードする遺伝子である

与えなかったため、SFN は赤色 LED 光の直接の標的分子

NFE 2 L 2 mRNA は紫外線照射によって増加傾向を示し、ではないと考えられる。

9）

赤色 LED 光前照射によって顕著に減少した（図 4 A）
。赤核内受容体であるペルオキシソーム増殖剤活性化受容体

色 LED 光単独照射でも発現抑制の傾向がみられた。以上（PPAR）-δ は、酸化ストレスに対する細胞応答に必須な役の結果から、紫外線照射による細胞内 ROS 産生の亢進は、割を果たすことが知られている。皮膚線維芽細胞において、Nrf 2 シグナルによる酸化ストレス応答を惹起することが抗酸化酵素カタラーゼをコードする遺伝子は、PPAR-δ の示された。赤色 LED 光単独では Nrf 2 発現への影響が認め標的であることが報告されている 12）。紫外線照射によっられなかったため、赤色光による Nrf 2 発現誘導抑制作用て PPAR-δ mRNA 発現量が顕著に増加したが、赤色 LED

は、ROS 産生抑制による間接的な影響である可能性が考

光前照射により抑制されなかった（図 4 C）
。以上の結果かえられる。

ら、赤色 LED 光はカタラーゼを含む遺伝子制御には影響

14 - 3 - 3 タンパク質ファミリーの一種である stratifinを与えないことが示された。
紫外線照射は、PPAR-γ の発現抑制を介して、シクロオ（SFN）は、ヒト皮膚のケラチノサイトから分泌され、他の細胞の遺伝子発現に影響を与える

10）。近年、紫外線照射によって光老化と呼ばれるヒト皮膚の早期老化が起こ

キシゲナーゼ- 2 発現やプロスタグランジンE 2 産生を亢進させ、皮膚に炎症反応を誘導することが知られている 13）。

図 4 各種光源照射におけるストレス応答因子 mRNA 発 現 量 解
析赤色 LED 光照射（10J/cm2）および紫外線（UVB 50mJ/cm2）の照 射 6 時 間 後 の 細 胞におけるN F E 2 L 2、S F N、P PA R -ä、
PPAR-ã mRNA 発現量を、リア
ルタイム PCR 法により解析した。
各 mRNA 発 現 量 は â-actinmRNA 発現量で補正した。
*P < 0.05 vs control（ nonUVB）．#P < 0.05 and ##P<
0.01 vs UV B only. NS P >0.05 vs control or UVB only.
Control: non-irradiated, UV:UVB（5 0mJ/cm 2 ），UV+R L:
UVB（50mJ/cm 2）+Red LED（10J/cm2），
RL: Red LED（10J/cm2）．n=3-4.

− 87 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

本検討においても、紫外線照射によって PPAR-γ mRNA定の波長の光線を照射することで皮膚疾患の症状を緩和さ発現量が顕著に減少した（図 4 D）
。赤色 LED 光の前照射にせる方法は一部臨床でも用いられている。科学的エビデン

より PPAR-γ mRNA 発現量が顕著に増加し、紫外線によスが確立されることによって、赤色光を用いて皮膚のストる発現抑制作用を抑制した（図 4 D）
。興味深いことに、赤レス応答を高めるような技術・デバイスなどが将来発展し色 LED 光単独照射細胞において、PPAR-γ mRNA 発現量ていく可能性がある。光は波長によりそれぞれ異なった生が 3 倍程度に増加した。PPAR-γ のアゴニストは紫外線に理作用を持つことが解明されつつあるため、太陽光の持つよる皮膚損傷を軽減することが報告されており

14）

、赤色

て悪い影響のみを予防する新しいコンセプトの化粧品素材

LED 光による作用点の一つである可能性が示された。

４．考

皮膚にとって良い影響を維持しながら、皮膚バリアにとっの開発に繋がることが期待される。

察

赤色 LED 光を照射された表皮細胞において、皮膚バリ

謝

本研究の遂行にご支援を賜りました公益財団法人コーセ

ア破綻に関わる紫外線誘発 ROS 産生増加を軽減することが示された。過去の報告において、黒色腫 A 2058 細胞に辞ーコスメトロジー研究財団に御礼申し上げます。

おいてチトクローム c オキシダーゼが赤色光の受容体として機能して、ミトコンドリア膜電位が上昇することが細胞増殖促進の機序の一つであると提案されている

15）

。しかし、

（引用文献）
1） Tsukita S, Furuse M, Itoh M. Multifunctional strands

本検討において赤色 LED 光はミトコンドリア膜電位を増in tight junctions. Nat Rev Mol Cell Biol., 2, 2 8 5-2 9 3

加させなかったことから、ミトコンドリア障害に対する保（2001）

護作用ではないと考えられる。そのため、赤色光による

2） Tsukita S, Tanaka H, Tamura A. The Claudins:

ROS 産生抑制のメカニズムは不明である。UVB 照射によ

From Tight Junctions to Biological Systems. Trends

り NADPH オキシダーゼの活性化を介して ROS 産生が増Biochem. Sci., 44, 141-152（2019）

加することが報告されているため、今後 NADPH オキシダ3） Kobayashi M, Shu S, Marunaka K, Matsunaga。遺伝子発現解T, Ikari A. Weak ultraviolet B enhances the

析の結果、紫外線照射と赤色 LED 光照射による発現制御

mislocalization of claudin-1 mediated by nitric oxideが逆方向となる因子として PPAR-γ を同定した。今後、皮and peroxynitrite production in human keratinocyte-ーゼなどの関与を検討する必要がある

16）

膚バリアを破壊する光（紫外線）の細胞内シグナルと、逆に

derived HaCaT cells. Int. J. Mol. Sci., 21, 7138（2020）

保護する光
（赤色光）
の作用メカニズムとの関連を解析する

4） Marunaka K, Kobayashi M, Shu S, Matsunaga T,

ことで、光線による皮膚バリア制御の科学的エビデンスの

Ikari A. Brazilian green propolis rescues oxidative

確立に寄与していきたい。

stress-induced mislocalization of claudin-1 in human

５．総

keratinocyte-derived HaCaT cells. Int. J. Mol. Sci., 20,括3869（2019）

これまでに我々は、皮膚細胞間のバリア機能の破壊に関

5） Mosca RC, Ong AA, Albasha O, Bass K, Arany P.

わる光センサーとして、紫外線の受容に関わるセンサーとPhotobiomodulation therapy for wound care: A potent,

その機序を解明した 。本検討では、その細胞内メカニズ

noninvasive, photoceutical approach. Adv. Skin Wound

ムとは異なる光受容を介して保護的に作用する可能性のあCare, 32, 157-167（2019）3）

る赤色光に着目した。赤色光は皮膚に対して有益とする報告はあるが6） Suh S, Choi EH, Atanaskova Mesinkovska N.
The expression of opsins in the human skin and its

5 , 6）、詳細なメカニズムは不明なままである。

本研究により、PPAR を含む数種類のストレス応答因子がimplications for photobiomodulation: A systematic

赤色光照射による皮膚生理作用の一端を担う可能性が示さ

review. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed., 36,

れた。

329-338（2020）

また、慢性的な太陽光の暴露によって生じる乾燥肌や肌

7） Olinski LE, Lin EM, Oancea E. Illuminating insights

トラブルに対する予防というコスメトロジーの観点から、

into opsin 3 function in the skin. Adv. Biol. Regul., 75,

光の受容から始まる細胞内シグナルと CLDN 1 を起点とし100668（2020）た皮膚バリアの制御メカニズムの解明が必要である。加え

8） Barolet D, Boucher A. LED photoprevention: reducedて、紫外線照射によってもたらされる皮膚細胞への負の影

MED response following multiple LED exposures.

響を打ち消す方法は、抗酸化剤の使用が有効と考えられる

Lasers Surg. Med., 40, 106-112（2008）

ものの、全身性の影響を鑑みると未だ現実的ではない。特9） Ryšavá A, Vostálová J, Rajnochová Svobodová A.

− 88 −

皮膚細胞間バリアの破壊に関わる光センサーの解明と予防薬の開発

Effect of ultraviolet radiation on the Nrf2 signalingin HaCaT cells through PPAR-γ activation. Exp.

pathway in skin cells. Int. J. Radiat. Biol., 9 7, 1 3 8 3-

Dermatol., 23 , 18 - 22（2021）
14）R a m o t Y , M a s t r o f r a n c e s c o A , C a m e r a E ,1403（2021）

Desreumaux P, Paus R, Picardo M. The role of10）Medina A, Ghaffari A, Kilani RT, Ghahary A. The
role of stratifin in fibroblast-keratinocyte interaction.

PPARγ-mediated signalling in skin biology andMol. Cell Biochem., 305 , 255 - 264（2007）

pathology: new targets and opportunities for clinical

11）Lai A, Ghaffari A, Li Y, Ghahary A. Paracrinedermatology. Exp. Dermatol., 24 , 245 - 251（2015）

regulation of fibroblast aminopeptidase N/CD 1 315）Hu WP, Wang JJ, Yu CL, Lan CC, Chen GS, Yu

expression by keratinocyte-releasable stratifin. J. Cell.

HS. Helium-neon laser irradiation stimulates cell

Physiol., 226 , 3114 - 3120（2011）proliferation through photostimulatory effects inmitochondria. J. Invest. Dermatol., 1 2 7 , 2 0 4 8 - 2 0 5 712）Hur J, Kang ES, Hwang JS, et al. Peroxisome
proliferator-activated receptor-δ-mediated upregulation（2007）of catalase helps to reduce ultraviolet B-induced16）Peloi KE, Ratti BA, Nakamura CV, Neal CJ, Sakthivel

cellular injury in dermal fibroblasts. J. Dermatol. Sci.,

TS, Singh S, Seal S, Lautenschlager S. Engineered

103 , 167 - 175（2021）

nanoceria modulate neutrophil oxidative response to13）Yoshizaki N, Fujii T, Masaki H, Okubo T, Shimada

low doses of UV-B radiation through the inhibition ofK, Hashizume R. Orange peel extract, containing highreactive oxygen species production. J. Biomed. Materlevels of polymethoxyflavonoid, suppressed UVB-Res. A., 109 , 2570 - 2579（2021）

induced COX- 2 expression and PGE 2 production− 89 −

ポリエチレングリコール（PEG）含有化粧品によって誘導された抗 PEG 抗体による
COVID-19-mRNAワクチン投与時のアナフィラキシー反応誘導現象の検証
徳島大学大学院医歯薬学研究部

石田竜弘

Polyethylene glycol (PEG) polymers are generally recognized as biologically inert and non-immunogenic. PEG iscommonly used in bioconjugation and nano-formulations to improve the circulation half-life of the formulations and increase
their stability. In cosmetics, PEG derivatives are also widely used as emulsifiers and skin penetration enhancers. Recently,
the “pre-existing” anti-PEG antibodies have been reported in healthy individuals who have never received treatment with
PEGylated formulations. In a murine study, topically applied PEG derivatives could efficiently penetrate the stratum
corneum and reach the systemic circulation. Daily application of cosmetic PEG derivatives primed the immune system,
inducing anti-PEG IgM production. Anti-PEG IgM was detected by Day 14 in mice with normal skin, while it was detected
as early as Day 7 in mice with compromised skin. In addition, in mice with pre-induced anti-PEG IgM, topically applied
PEG derivatives appeared to bind to the pre-induced anti-PEG IgM, lowering blood levels. Current results indicate that PEG
derivatives in cosmetic products may be an important contributor to the source of the “pre-existing” anti-PEG antibodies thathave been detected in healthy individuals.

１．緒

PEG に対する抗体の存在は国際的にも注目を集めている。

言

新型コロナウイルスに対するワクチンが開発され、抗ポリエチレングリコール（PEG）抗体のキャリアにPfizer 社および Moderna 社製のワクチンなどが投与されPfizer 社および Moderna 社製のワクチンを接種した場合、た。Pfizer 社ワクチンについて 1 , 782 件（100 万回接種あ重篤なアレルギー反応が誘導される可能性が示唆されてたり 6 . 1 件）
、Moderna 社ワクチンについて 215 件（同 2 . 6いる。申請者らは、免疫原性がなく、香粧品や医薬品の添件）、武田社ワクチン（ノババックス）について 1 件（同 3 . 5

加剤などとして汎用されている PEG がタンパク製剤やナ件）の報告があり、頻度は低いものの、重篤なアレルギー

ノ粒子などに修飾された場合、ハプテン効果によって抗反応が報告されている。発生割合は低いものの、これまで

1）

PEG 抗体が誘導されることを世界で初めて明らかにした 。

に承認されたワクチンと比べると頻度が高いため、この過去 50 年にわたり、自然抗体として抗 PEG 抗体を有す

原因として抗 PEG 抗体の関与がアメリカ FDA で議論され2）ている。これを受けてワクチンに含まれる PEG による副されており、これは PEG が用いられてきた歴史と重な反応に関する情報の周知が議論されてもいる。あまり知らる。申請者らも、日本赤十字社から得た 200 例の献血血液れていないが、Pfizer 社および Moderna 社製のワクチン中、37 例で抗 PEG 抗体が存在することを確認している（未のいずれにも mRNA の安定性とタンパクの発現誘導のた

発表データ）。分子量が大きい PEG は皮膚や腸管から容易めに PEG 修飾脂質ナノ粒子（PEGylated lipid nanoparticleには吸収されないが、香粧品に含まれる比較的低分子量の（PEG-LNP））
が添加されている。

るキャリア（正常人）が徐々に増えてきていることも報告

PEG が日常生活で生じる皮膚のわずかな傷や消化管の潰香粧品に含まれる PEG derivatives によって誘導された

瘍部位などから体内に入り、抗体を誘導しているものと考抗 PEG 抗体が、Pfizer 社の COVID- 19 ワクチン（コミナテ

えられている。しかしながら、動物レベルでこのことを実ィ筋注）に含まれる PEG に反応してアナフィラキシー様反証した例はない。また、アメリカ FDA も抗 PEG 抗体誘導

応を誘導しうるか、動物モデルおよびコミナティ筋注を模の危険性を認識し、PEG 修飾タンパク医薬品を開発する倣した mRNA 含有 PEG-LNP を用いて検証した。

際には前臨床試験においてタンパクに対する抗体の誘導だ

２．方

けでなく PEG に対する抗体の誘導の有無も評価するように recommendation letter を発出している 3）。このように、

法

2 . 1. 化粧品による抗 PEG 抗体誘導評価
市販の化粧品には、物性や目的の異なる多様な種類

Polyethylene glycol (PEG) derivatives incosmetic products induce anti-PEG IgM
production in mice
Tatsuhiro Ishida
Department of Pharmacokinetics andBiopharmaceutics, Institute of Biomedical
Sciences, Tokushima Universityの PEG、例えば比較的高含量であるが親水性で皮膚透過性が低いとされる分子型 PEG や、低含量であるが両親媒性を有し皮膚透過性を亢進させる目的で経皮投与製剤に用いられる界面活性剤型の PEG 誘導体が添加されて
い る 4）。PEG 含 有 市 販 乳 液 2 種 類（Polyoxyethylene（14）polyoxypropylene（7）dimethyl ether、polyoxyethylene− 90 −

ポリエチレングリコール（PEG）含有化粧品によって誘導された抗 PEG 抗体による COVID-19-mRNA ワクチン投与時のアナフィラキシー反応誘導現象の検証（17）polyoxypropylene（4）dimethyl etherを含むAquaLabel

膚損傷あり）あるいはモデル PEG 修飾リポソームの静脈内Balance Care Lotion（Shiseido Japan Co.） と PEG-1 1-投与（投与 5 日後）によって抗 PEG 抗体を誘導したマウス

methyl-ether-dimethicone と PEG- 4 0 -hydrogenated-

を用い、これに調製した mRNA 含有 PEG-LNP を筋肉内

castor-oilを含むBioderma Sébium Lotion（Bioderma Co.））投与した。投与後 30 分で採血し、PEG-LNP 投与によるを試料として購入した。これらを毎日剃毛したマウス腹部

補体活性化の有無について特に C 3 のフラグメント状況にに塗布することで抗 PEG-IgM が誘導されるか ELISA で確

ついて Western blotting によって評価した。

認した。

３．結

2 . 2 . PEG 誘導体の皮膚透過性

果

様々な分 子量の PEG 誘 導 体を含むAquaLabel Balance

蛍光標識 mPEG（FITC-mPEG、分子量 350 Da）水溶液

Care Lotion（Product A）とBioderma Sébium Lotion（Product

20 µl（100 µg/ml）を剃毛したマウスの腹部に塗布した。塗B）をそれぞれ毎日マウス腹部に塗布したところ、いずれ

布後、1 , 2 , 4 , 6 , 12 , 24 時間後に血液を採取し、血中ののローションでも抗 PEG IgM の誘導が観察された（Fig.

FITC 由来の蛍光強度を測定した。また、24 時間後に塗布

1 A and 1 B）。興味深いことに、製品に関わらず、正常なした部分の皮膚を採取し、凍結切片を作成し、蛍光顕微鏡

皮膚をもつマウスでは、塗布開始後 7 日までは抗体の産生

下、皮膚内への FITC-mPEG の浸透を観察した。

は観察されず、2 週間後に顕著な誘導が観察され、3 週間
後には抗体はほぼ消失していた。一方、derma roller で皮

2 . 3 . 誘導された抗 PEG 抗体によるコミナティ筋注
模倣 mRNA 含有 PEG-LNP 投与によるアナフィラ
キシー様反応の検証

膚に損傷を与えたマウスでは、塗布開始後 7 日目で既に化粧品（Bioderma Sébium Lotion）の 7 日間連続塗布（皮したところ、製品の塗布時と同様に、抗 PEG IgM の誘導

抗 PEG IgM の産生が確認され、2 週間後ではほぼ消失していた。また、分子量 300 の PEG 溶液（PEG- 300）を塗布

Fig. 1 Induction of anti-PEG IgM and IgG following topicala p plic atio n of c os m etic p ro d u cts c o ntaining P EG
derivatives
M ale C 57B L /6 N mice with either intact skin orc o m p ro mise d s kin we re treate d d aily with to pic alapplications of either（A）AquaLabel Balance Care Lotion,（B）Bioderma Sébium Lotion or（C）PEG-300 solution（5%）
for 21 days. Serum samples were collected on Day 7, 14,
and 21. Serum samples collected from non-treated mice
were used as controls Either anti-PEG IgG or anti-PEG
IgM were detected with ELISA. Data are expressed as themean ± S.D.（n=5）. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001. Fig.
is cited from published paper5）with permission.

− 91 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023が観察された（Fig. 1 C）
。この抗体の誘導は、正常の皮膚マウスでは、mPEG の血中への移行は緩やかに生じ、おをもつマウスでは 2 週間後に顕著であり、3 週間後には抗よそ 12 時間かけて増加した後、約 90 ng/ml に達した後体はほぼ消失していた。一方、derma roller で皮膚に損傷に 24 時間まで一定であった。一方、derma roller で損傷を与えたマウスでは、塗布開始後 7 日目で顕著であり、2を与えた皮膚をもつマウスでは、塗布後 2 時間で多量の週間後にはほぼ消失していた。本検討を通して、抗 PEG

mPEG が血中に移行しており、4 時間でピーク（約 370 ng/

IgG は検出されなかった。

ml）に達し、その後漸次減少した。12 時間後には正常な皮次いで、高分子の PEG が血中に移行しているかを蛍光膚をもつマウスで観察されたのと同様に、約 90 ng/ml の標識した mPEG（分子量 350）をマウスに塗布し、経時的濃度で 24 時間まで一定であった。次いで、FITC-mPEGに血液を採取して評価した（Fig. 2）。正常な皮膚をもつ

塗布後 24 時間での皮膚中での mPEG の分布を蛍光顕微鏡
下で観察した（Fig. 3）。正常な皮膚では、FITC 由来の強い蛍光が角質層および表皮で観察され、表面からおよそ30 . 0 ± 5 . 2 μm まで浸透していた。一方、興味深いことに、
derma roller で損傷を与えた皮膚では、FITC 由来の蛍光は観察されたものの、正常な皮膚よりその強度は低かった。
しかしながら、表面からおよび 120 . 0 ± 10 . 7 μm まで浸透しており、より皮膚中を拡散していることが示唆された。
Fig. 2 において、損傷皮膚では mPEG の速やかな吸収が観察されており、損傷皮膚で mPEG があまり観察されなかったのは、多量の mPEG が速やかに角質層および表皮を通過し、血中に移行したからであると考えられた。以上の結果から、化粧品に含まれる PEG 誘導体も、皮膚を透過し、血中に移行することで免疫系を活性化し、抗 PEG IgM を誘導している可能性が高いことが示唆された。

Fig. 2 Rate of percutaneous penetration of mPEG-FITC inmice with either intact skin or compromised skin
C57BL/6N mice were treated topically with mPEG-FITC
solution on either intact skin or compromised dorsal skin.
Blood samples were collected from the marginal tail vein at
1, 2, 4, 6, 12 and 24 h after topical applications. The
fluorescence intensity in the serum was measured. Data
are expressed as mean ± S.D.（n=5）．Fig. is cited frompublished paper5）with permission.

補体系は 40 種類以上のタンパク群からなり、侵入してきた病原体に対する最初の生体防御機構を担っている。これらの病原体に対して補体系タンパクが結合（補体活性化）
することでオプソニン化を生じ、マクロファージなどによる貪食作用を受けやすくすることが知られている。さらに、活性化の途中で産生される C 3 a、C 4 b、C 5 a はアナフィ
ラトキシンと呼ばれ、特に C 5 a はマスト細胞や好塩基球

Fig. 3 Percutaneous penetration of mPEG-FITC inmice with either intact skin or compromised skin
C57BL/6N mice were treated topically with
mPEG-FITC solution on either intact skin orcompromised dorsal skin. At 24 h after thetreatment, skin frozen sections were prepared andexamined under a fluorescence microscope. A
typical picture from skin obtained 4 individual
animals in each group is presented. Scale bar
indicates 50µm. Fig. is cited from publishedpaper5） with permission.

− 92 −

ポリエチレングリコール（PEG）含有化粧品によって誘導された抗 PEG 抗体による COVID-19-mRNA ワクチン投与時のアナフィラキシー反応誘導現象の検証

からのヒスタミン遊離を促進する。さらに、C 5 a は単球、れた抗 PEG IgM の誘導が、タンパク製剤やナノ粒子など

好中球、好酸球などの走化性をも亢進することが知られてに修飾された PEG と同じメカニズムで誘導されているかいる。COVID- 19 mRNA 投与時に、抗 PEG IgM を介したは不明であり、今後より詳細な検討が必要であると考えて補体活性化が起これば、アナフィラキシーが誘導される可いる。

能性があることを明確に示すことができる。そこで、化粧COVID- 19 mRNA ワクチンの投与による副反応に関し品（Bioderma Sébium Lotion）の塗布あるいはモデル PEGて、添加されている PEG が原因である可能性が取り沙汰

修飾リポソームの静脈内投与によって抗 PEG 抗体を誘導されているが直接的な証拠は未だ示されていない。アナフしたマウスを用い、これに調製した mRNA 含有 PEG-LNP

ィラキシー誘導における抗 PEG 抗体の寄与、香粧品によを筋肉内投与し、投与後 30 分での血中での補体活性化のって誘導される抗 PEG 抗体の寄与に関する情報は皆無で有無について評価した（Fig. 4）
。抗 PEG IgM を保持するマあり、アナフィラキシー誘導メカニズムの解明が課題とな

ウスに mRNA 含有 PEG-LNP を筋肉内投与した場合にのっている。本検討で、筋肉内投与後の mRNA 含有 PEG-み、補体活性化の指標である補体第三成分（C 3）の分解がLNP（mRNA ワクチン）の一部が血液循環に筋肉内から漏観察された。この結果から、筋肉内投与後の mRNA 含有

れ出し、この表面の PEG が抗 PEG IgM が結合することで

PEG-LNP の一部が血液循環に移行し、これが異物として補体系を活性化し、この過程でアナフィラトキシンの産生

補体成分によってオプソニン化される過程でアナフィラトが誘導され、結果としてアナフィラキシーが誘導されてキシンの産生が誘導され、結果としてアナフィラキシーがいる可能性が高いことが示唆された。実際の症状の発現に誘導される可能性が高いことが示唆された。

はアナフィラトキシンへの感受性における個体差も大き４．考く影響するものと考えられるが、これまで不明であった察

mRNA ワクチン投与時のアレルギー反応誘導機構の一端

PEG は香粧品や医薬品の添加剤・修飾剤としても汎用されている。本検討では、化粧品中の PEG 誘導体が皮膚をを明確に示すものであり、大変意義深い成果であると考えている。

透過し、血中に移行し、抗 PEG IgM を誘導することを世界

従来、化粧品の安全性は、皮膚への刺激性や臓器毒性、で初めて示した。我々はすでに PEG がタンパク製剤やナノ

発がん性などといった直接的な毒性を指標に評価されてお粒子などに修飾された場合、ハプテン効果によって抗 PEGり、免疫反応についても、かぶれ、かゆみなどといった、1）抗体が誘導されることを明らかにし 、この場合脾臓辺縁帯

皮膚に直接的に症状が現れるものを中心として評価されてＢ細胞が重要な役割を果たすことを示している 。しかし、きた。しかしながら、本検討で示されたように、化粧品中分子量の比較的小さな PEG 誘導体は、速やかに腎臓の子の PEG 誘導体によって抗 PEG IgM が誘導されたという事

宮体でろ過され、尿中に排泄されると考えられ、脾臓を通

実は、がんや肝炎などの難治性疾患に対する有効な治療薬

過するもののその半減期の短さから脾臓辺縁帯Ｂ細胞とはである PEG 修飾医薬品の効果減弱につながる可能性が極

接触しがたいものと考えられる。したがって、今回観察さめて高く、PEG 誘導体を含む香粧品の新たな安全性評価

6）

Fig. 4 Complement activation（C3 fragmentation）in
pre-induced anti-PEG IgM bearing mice after i.m.
administration with COVID-19 mRNA mimicked
PEGylated LNP
C57BL/6N mice with compromised dorsal skinwere treated topically with Bioderma Sébium Lotion
for 7 days . C 5 7 B L /6 N mice were injected
intravenously with PEGylated liposomes（0.001µmol
phospholipids/kg）to induce anti-PEG IgM. On Day
7 for topical treatment or Day 5 for i.v. injection,
mRNA-PEGylated LNP were i.m .injected. At 30
mins after the injection, sera were collected andWestern blotting for detecting C3 fragmentation
was carried out. A typical picture is presented.

− 93 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

本研究により得られた成果

項目の一つとすべきポイントになるものと考えられる。
一方、未曽有の COVID- 19 パンデミックに際して、世Ibrahim, M., Shimizu, T., Ando, H., Ishima, Y., Elgarhy,

界的に Pfizer 社や Moderna 社が開発した mRNA ワクチン

H., Sarhan, H., Hussein, A., Ishida, T., Investigation ofが投与された。このワクチンには PEG で修飾した LNP が

anti-PEG antibody response to PEG-containing cosmeticmRNA 保護剤として添加されており、この投与によってproducts in mice. J. Control. Release, 354 , 260 - 267（2023）．

も抗PEG抗体が誘導されている可能性が高い。これらの“抗PEG 抗体を保有する一般人” がこれまで通りに PEG 含有化
粧品を汎用することで、想定外の皮膚症状が現れる可能性（引用文献）
1） Ishida, T. et al. Injection of PEGylated liposomes

も大いに考えられる。With あるいは after コロナにおいて、

in rats elicits PEG-specific IgM, which is responsible

嗜好品である化粧品を安全・安心に使用および開発する上for rapid elimination of a second dose of PEGylated

で、抗 PEG 抗体との共存が必要になろう。

liposomes. J. Control. Release, 112, 15-25（2006）．

５．総

2） Chen, B. et al. Measurement of Pre-Existing IgG and括

IgM Antibodies against Polyethylene Glycol in Healthy

すでに多くのヒトが抗 PEG 抗体を保持していることがIndividuals. Anal. Chem., 88, 10661-10666（2016）．

知られている。本研究からその原因の一つが、嗜好品であ

3） Parenky, A. et al. New FDA draft guidance on
immunogenicity. AAPS J., 16, 499-503（2014）．

る香粧品の使用であることが示唆された。抗 PEG 抗体を保持しているヒトに PEG 修飾製剤を投与すれば、抗体が4） Casiraghi, A. et al. The influence of the polar head

PEG 修飾製剤と免疫複合体をつくり、補体系を強力に活and the hydrophobic chain on the skin penetration

性化して C 3 a や C 5 a などのアナフィラトキシンを大量に

enhancement effect of poly（ethylene glycol）

放出させ、アナフィラキシーを誘導することは想像に難く

derivatives. AAPS PharmSciTech., 13, 247-253（2012）．

ない。しかしながら、香粧品中の PEG 誘導体が皮膚から

5） Ibrahim, M. et al. Investigation of anti-PEG antibody

吸収されたのち、どのように抗 PEG 抗体を誘導している

response to PEG-containing cosmetic products in mice.
J. Control. Release, 354, 260-267（2023）．

のか、そのメカニズムは不明であり、今後その解明が必要

6） Isihda, T. et al. Spleen plays an important role in theである。

induction of accelerated blood clearance of PEGylated謝

辞liposomes. J. Control. Release, 115, 243-50（2006）．

本研究の遂行にあたり、ご支援を賜りました公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に心より感謝申し上げます。

− 94 −

皮膚―免疫増幅サイクルの遮断によるアレルギー性皮膚炎の病態制御
愛媛大学大学院医学系研究科感染防御学講座

大森深雪

Repeated exposures to a certain antigen onto the skin develop the pathogenesis of allergic contact dermatitis (ACD)with the itchy skin rash. For the treatment of ACD, topical steroids have commonly been used. However, the use of steroids
induces a variety of adverse effects including skin thinning and atrophy, ecchymosis and impaired wound healing. Therefore,
the development of any non-steroid drugs such as immunomodulatory drugs with minimized unfavorable effects have been
expected to treat ACD. In this study, we have asked if any immunomodulatory drugs could have the potential to be used forthe treatment of ACD.
The inflammatory responses to an allergen in ACD result in cascading events: the activation, differentiation and memory
generation of antigen-specific T cells, the infiltration of inflammatory cells in the lesional skin by inflammatory cytokinesand chemokines, and the disruption of epidermal structure and barrier functions. The impaired barrier of the epidermis could
amplify the penetration of antigen. Since T cells play an essential role in the development of ACD, we evaluated several
drugs whether each drug could have a potential to regulate functions of T cells. Consequently, we decided to focus on a Jakinhibitor in this study. The mice that received a Jak inhibitor on ACD showed milder skin symptoms, a lower number ofT cells in the lesional skin and the skin-draining lymph nodes, a lower capability of inflammatory cytokine-productions in
T cells, a lower number of neutrophils accumulated in the lesional skin than the control mice. In addition, differentiating
T cells in vitro that were treated with a Jak inhibitor had lower levels of the extracellular acidification rate, the mTORC1
activity and the expression of genes that were related to glycolysis under the stimulation with recombinant IL-2. All the
results suggested that a Jak inhibitor could be used for the treatment of ACD with a potential to down-regulate T cellfunctions via interference of glycolysis.

１．緒

原を特異的に排除するための機能を獲得する。機能型 T 細言

胞が惹起する一過性の炎症応答は、その後、時間とともに

職業性皮膚疾患の主たる原因であるアレルギー性接触皮収束し、抗原の分子情報を記憶したメモリー T 細胞が体膚炎（allergic contact dermatitis; ACD）は、低分子の化学内に待機する状態となる。再び同じ抗原が表皮に浸透した物質が、バリア機能の低下した皮膚へ断続的に接触するこ

際、抗原の接触部位周辺の皮膚には、抗原の分子情報を記とで発症する。その原因となる物質（抗原）は、職業上限

憶したメモリー T 細胞や、T 細胞に引き寄せられた炎症細られた人のみが扱う特定の物質のみならず、社会生活で胞が集積する 1 , 2）。炎症局所の T 細胞が分泌するタンパク

広く使用される医薬品・日用品・化粧品などに含まれる質（サイトカイン）は、表皮を構成するケラチノサイトの構

ごく一般的な物質であることもある。すなわち、ACD は、造・機能を司るタンパク質の発現低下や表皮ケラチノサイ

社会生活を営む誰もが罹患しうる炎症性皮膚疾患である。

ト自体の自殺（アポトーシス）を起こし、表皮バリアは脆弱

ACD の治療にはステロイド外用薬が広く使用されてきた。

なものとなる 3）（図 1）。

しかし、ステロイド剤の長期間の使用には、皮膚の菲薄化以上のように、ACD の発症機構は基礎研究の進展ととや萎縮、紅斑、創傷治癒障害など、さまざまな副作用を伴もに明らかになりつつあり、原理的には、掻痒を伴う皮膚うことから、非ステロイド剤の開発が切望されている。

症状は抗原への接触を取り除くことで制御することが可能

ACD の発症は、バリア機能が低下した表皮に浸透したであることがわかっている。しかし一方で、抗原と社会生

抗原が、皮膚常在型の樹状細胞に捕定されることにより始活の密接さゆえに、ACD の背景には抗原への接触を回避

まる。抗原を分子情報化（ペプチド化）した樹状細胞は、所することの難しさがあり、実際の病態管理では、積極的な属リンパ節へと移動し、その分子情報を T 細胞へと提示す

医療の介入がしばしば必要となる。

る。抗原分子を認識した T 細胞は活性化し、分化して、抗Reg ulat ion of t he pat hogenesis ofallergic dermatitis by the interferenceof amplification loop between skin andimmune cells
Miyuki Omori-Miyake
Dept. of Infections and Host Defenses,
Ehime University Graduate School of
Medicine

健常な表皮では、最深の基底層にあるケラチノサイトの増殖、増殖した細胞の表層に向かう移動、バリア機能の獲得、細胞死が適切に調節されることにより、皮膚本来のバリア機能が担われているが、炎症が断続的に起こる ACDの炎症局所では、表皮バリア機能の低下とメモリー T 細胞の生体内での残存が『皮膚―免疫増幅サイクル』を生み出し、炎症が継続した場合には、構造的・機能的脆弱化を介して炎症が再燃・常態化しやすい微小環境が表皮で築かれ− 95 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図1

ACD は T 細胞を介して発症するるものと考えられる。以上の背景から、本研究では、安全

2 . 2 . 組織学的解析

性が確認されている内服可能な既存薬剤に着目し、『皮膚4 % パラホルムアルデヒドで固定した耳介をパラフィン―免疫増幅サイクル』の遮断を試みた。さらに、このサイ包埋した。薄切した切片をヘマトキシリン・エオジン染色

クル遮断の分子機構の一端を解明することを通して、新たし、顕微鏡（Keyence BZ-X 800 , キーエンス）にて形態観な仕組みを利用した病態制御の可能性を探ることを目指し

察した。

た。

２．方

2 . 3 . フローサイトメトリー

法

皮膚あるいはリンパ節から白血球を調整し、種々の蛍光2 . 1. ACD モデルマウスの作製と薬剤投与

標識モノクローナル抗体で多重染色した。細胞表面ある

実験動物には、C 57 BL/ 6 マウスを供した。ACD は、先
4）

いは核内の分子発現を示す相対的蛍光輝度をフローサイ

行研究 と同様に、麻酔したマウスの皮膚への低分子化

トメーター（CytoFLEXTM, ベックマンコールター）でデー

合 物 2 , 4 -dinitrofluorobenzene（DNFB）の 反 復 塗 布 に よタ化し、取得したデータを専用解析ソフト（FlowJoTM, 日り、実験的に誘発した。実験群には olive oil:acetone（1 : 3）

本ベクトン・ディッキンソン）を用いて解析して図表化・

で 濃 度 を 調 整 し た 0 . 15 % DNFB を、 対 照 群 に は olive

数値化した。白血球の各サブセットは、lineage marker

oil:acetone（1 : 3）を用いた。Day 0（感作層）には剃毛した腹（Lin）を CD 3、CD 19 および CD 49 b として、好中球（CD 45 +部皮膚へ 100 μL の溶液を塗布し、day 5 , 10 , 15（惹起層）

Lin- TCRβ- CD 11 b+ Ly 6 G+）、 単 球（CD 45 + Lin- Ly 6 G-には剃毛した背部皮膚あるいは耳介皮膚へそれぞれ 50 μL

IA/IE- SSC-Alo CD 11 b+ CD 64 +）、マクロファージ（CD 45 +あるいは 25 μL/ 片面を両面塗布した。惹起層に溶液を塗Lin- Ly6G- IA/IE+/hi CD11bint/hi CD64 +）、樹状細胞（CD45 +布する部位としては、リンパ節の解析の場合には背部皮膚、Lin- Ly 6 G- IA/IEhi CD 11 bint/hi CD 11 c+ CD 64 -）、γδT 細皮膚の解析の場合には耳介を用いた。

胞（CD 45 + SSC-Alo CD 3 + γδTCR+）、CD 4 陽 性 T 細 胞

既存薬剤には、複数種の薬剤を検討した結果、慢性炎（CD 45 + SSC-Alo γδTCR- TCRβ+ CD 4 +）、CD 8 陽性 T 細症性疾患で広く使用されている Jak 阻害剤を用いることと胞（CD 45 + SSC-Alo γδTCR- TCRβ+ CD 8 +）として定義し、した。Jak 阻害剤は、経口的（ジャカビ錠

TM, ノバルティスファーマ）あるいは経皮的（コレクチム軟膏 0 . 5 %TM, 鳥居同定した。細胞数は、各ゲートの存在頻度（%）と元々の細胞数から算出した。

薬品）に投与した。投与量は、体重当たりの量がヒトと相当になるよう換算して用いた。皮膚の腫脹は、DNFB 塗布

2 . 4 . ELISA

前後の耳介厚を測定することにより、厚みの変化として評価した。

皮膚あるいはリンパ節から、細胞磁気分離装置（Auto
MACS, Miltenyi Biotec）を用いて CD 4 陽性 T 細胞あるいは CD 8 陽性 T 細胞を純化し、抗 T 細胞受容体抗体の刺激− 96 −

皮膚―免疫増幅サイクルの遮断によるアレルギー性皮膚炎の病態制御存在下で 16 時間培養した。培養上清を回収し、上清中にを投与した対照群マウスで ACD を発症させたところ、対含まれるサイトカイン（IFN-γ, IL- 2 , IL- 4 , IL- 13 , GM-

照群に比べて、実験群では有意な腫脹の軽減が認められた。

CSF）の濃度を、サンドウィッチ ELISA 法により測定した。

また、対照群の局所表皮では、ケラチノサイトの増殖像・肥大化、表皮の微小膿瘍が散見された。さらに局所真皮で2 . 5 . 定量的 RT-PCR

は、好中球・リンパ球・マクロファージ様の形態を持つ細皮膚あるいはリンパ節から細胞時期分離装置を用いて純化した CD 4 陽性 T 細胞あるいは CD 8 陽性 T 細胞を、抗胞の浸潤が実験群で多く見られた。一方、実験群では、これらの全ての病態が軽減されていた。

T 細胞受容体抗体の刺激存在下で 4 時間培養した。刺激しフローサイトメトリーを用いて、細胞表面抗原の発現でた細胞を回収し、total RNA を抽出後、逆転写反応により

ACD の局所皮膚に集積した細胞を同定し、Jak 阻害剤を投cDNA を合成した。各遺伝子を特異的に検出できるプライ

与した実験群と対照群で比較したところ、実験群では、耳マーおよびプローブを用いて、解糖系関連遺伝子（Slc 2 a 1 ,介に含まれる好中球および CD 8 陽性 T 細胞の細胞数が対Slc 2 a 3 , Hk 2 , Gapdh, Pgam 1 , Ldha）の相対的発現量を測

照群より有意に減少していた。また、皮膚所属リンパ節あ定した。内部標準とした 18 S rRNA の相対的発現量に対たりの CD 4 陽性 T 細胞・CD 8 陽性 T 細胞の細胞数、CD 4する比を取ることにより、発現量を定量化した。

陽性 T 細胞で細胞あたりの炎症性サイトカイン（IFN-γ,IL- 2 , GM-CSF）産生量が実験群で有意に減少していた。

2 . 6 . 代謝フラックス解析

一方、CD 8 陽性 T 細胞では、細胞あたりの炎症性サイト

細胞磁気分離装置を用いて純化したナイーヴ CD 4 陽性

カイン（IFN-γ, IL- 2）産生量はいずれも不変であった。

T 細胞あるいはナイーヴ CD 8 陽性 T 細胞を、抗 T 細胞受日間培養し機能型 T 細胞とした。その培養細胞を 30 分間

3 . 2 . ACD の治療薬としての Jak 阻害剤の可能性の検討

Jak 阻害剤で処置した後、リコンビナント IL- 2 の存在下

2020 年 6 月、Jak 阻害剤外用薬のアトピー性皮膚炎でで 4 時間刺激した。刺激した細胞を回収し、フラックスアの使用が承認されたことを受け、Jak 阻害剤外用薬を ACD

ナライザー（Seahorse Extracellular Flux Analyzer XFp,

発症以降に経皮的に投与し、ワセリン投与した対照群マウ

Agilent Technologies）を用いて、解糖活性（細胞外酸性化

スと、病態を比較した。その結果、DNFB 塗布後の腫脹の速度）を測定した。

有意な低下が認められた。また、炎症局所の組織観察では、容体抗体の刺激存在下で 2 日間、刺激を外してさらに 2

３．結真皮に一定の炎症細胞の浸潤を認めたものの、浮腫や表皮果の膿瘍部位の減少など、病態の軽快傾向が認められた（図3 . 1. Jak 阻害剤によるACD 発症制御作用の評価

2）。

実験期間中 Jak 阻害剤を投与した実験群マウスと、水図2Jak 阻害剤外用薬の ACD 治療薬としての可能性− 97 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

3 . 3 . T 細胞代謝リモデリングにおける Jak 阻害剤の作用することが予想された。さらに、ACD 発症後に Jak 阻害

ACD の発症は T 細胞を介して起こり、なかでも、CD 8が認められたことから、ACD の局所皮膚へ浸潤した炎症

陽性 T 細胞が ACD 実験モデルの主たるエフェクター細胞

細胞の機能制御にも Jak 阻害剤が作用する可能性が推測さ5）であるということが先行研究で報告されている 。また、剤を経皮投与した場合でも ACD の病態制御に一定の効果れた。

『T 細胞の機能獲得・維持・記憶には代謝状態の変化（代謝最後に、近年研究が急速に進展している T 細胞の細胞

リモデリング）が伴う』という現在のコンセンサスを受け

内エネルギー代謝への Jak 阻害剤の作用について検討して、T 細胞の代謝リモデリングにおける Jak 阻害剤の作用た。抗原情報を認識した T 細胞では、活性化に伴って解糖について in vitro 培養系を用いて検討した。T 細胞の機能系代謝が活発になる 6）。その活性は、抗原非依存的にエフ

獲得・維持・記憶には、糖、アミノ酸、脂肪酸など複数の

ェクター機能を発揮する場面でも見られる。ACD の発症

代謝系の変化が伴うことが知られている。本研究では、Tには T 細胞が必須である 7）ことから、T 細胞内のエネルギ細胞の活性化・機能獲得に必須である解糖活性に着目して、ー代謝に Jak 阻害剤が作用する可能性を想定し、検証した。

Jak 阻害剤の影響を検討した。その結果、CD 4 陽性 T 細胞、想定したとおり、サイトカイン受容体シグナルにより活CD 8 陽性 T 細胞に関わらず、Jak 阻害剤処理した機能型 T性化する mTORC 1 のリン酸化や解糖関連遺伝子の発現は、細胞では、IL- 2 刺激で上昇する解糖活性の低下が認めらJak 阻害剤により抑えられ、解糖活性自体も低下していた。

れた。また、活性化 T 細胞で見られる解糖活性の上昇に伴

我々の研究グループの先行研究では、T 細胞の解糖能の欠う mTORC 1 の活性を、S 6 のリン酸化をリードアウトと損は、機能分化を阻害することが示されている 8）。Jak 阻

して検討したところ、S 6 のリン酸化状態も Jak 阻害剤処

害剤の存在は、T 細胞の解糖系代謝を阻害することにより、理によりキャンセルされることがわかった。

炎症応答を制御できる可能性が示唆された。

さらに IL- 2 の刺激により活性化 T 細胞で増加する解

本研究では、Jak 阻害剤の T 細胞代謝の制御を介した

糖 関 連 遺 伝 子（Slc 2 a 1 , Slc 2 a 3 , Hk 2 , Gapdh, Pgam 1 ,ACD の病態制御について明らかにした。しかし Jak 阻害Ldha）の発現を解析したところ、検討した全ての遺伝子発剤は、T 細胞以外の免疫細胞や皮膚の非血球系細胞にも作現が Jak 阻害剤処理により低下していた。

用する。ACD の治療薬として Jak 阻害剤の内服や外用を考えるには、これらの細胞における作用も明らかにする必４．考察および総括要があると考える。今後の基礎研究の進展に期待したい。

本研究では、ACD の発症が『皮膚―免疫増幅サイクル』の形成とともに起こり、このサイクルの維持が、皮膚炎症

本研究により得られた成果の悪化や遷延をもたらすと仮定し、『皮膚―免疫増幅サイ

Michiko Okamoto *, Miyuki Omori-Miyake *, Makoto

クル』の遮断による ACD の病態制御の可能性を検証した。

Kuwahara, Masataka Okabe, Mariko Eguchi, Masakatsu

その結果、Jak 阻害剤は、ACD の腫脹と表皮の肥厚を有意Yamashita: The inhibition of glycolysis in T cells by aに抑えることを見出した。皮膚の炎症局所に集積した白血Jak inhibitor ameliorates the pathogenesis of allergic

球を解析したところ、Jak 阻害剤による ACD の皮膚病態

contact dermatitis in mice. J. Invest. Dermatol.（in press）．

の軽快と相関して、特に、CD 8 陽性 T 細胞および好中球* 共同第一著者の数が減少していることを見出した。皮膚常在型のメモリ
ー CD 8 陽性 T 細胞は、DNFB を用いた ACD モデルにお５）いて好中球をリクルートするという報告 がある。この知（引用文献）
1） T. Honda, G. Egawa, S. Grabbe, K. Kabashima:

見から、Jak 阻害剤投与下のマウスで皮膚に浸潤した CD 8

Update of immune events in the murine contact

陽性 T 細胞数の減少は、好中球数の低下と関連している可

hypersensitivity model: Toward the understanding of

能性が推測された。また、炎症局所に集積した CD 4 陽性

allergic contact dermatitis. J. Invest. Dermatol. 1 3 3,T 細胞の数には変化がなかった一方で、リンパ節の CD 4

303-315（2013）．

陽性 T 細胞の数は Jak 阻害剤投与下のマウスで有意に減少

2） A. K. Brys, L. G. Rodriguez-Homs, J. Suwanpradid,

しており、マクロファージの炎症応答を促進する IFN-γ や

A. R. Atwater, A. S. MacLeod: Shifting paradigms

GM-CSF、T 細胞の増殖に関わる IL- 2 といったサイトカ

in allergic contact dermatitis: The role of innate

インの産生能も著しく低下していた。すなわち、Jak 阻害

immunity. J. Invest. Dermatol. 140, 21-28（2020）．

剤の経口投与は、T 細胞を介した ACD の局所皮膚への炎

3） 大森深雪 : アトピー性皮膚炎の表皮における構造の質的変化．日本皮膚アレルギー学会雑誌 . 1, 35-45（2018）．

症細胞の集積や、T 細胞由来サイトカインの産生を抑制し、それらを介した表皮性状の変化に対しても、抑制的に作用

4） T. Inoue, M. Omori-Miyake, S. Maruyama, M. Okabe,− 98 −

皮膚―免疫増幅サイクルの遮断によるアレルギー性皮膚炎の病態制御

cell metabolism and strategies to enhance cancer

M. Kuwahara, H. Honda, H. Miura, M. Yamashita: The
loss of H3K2 7 histone demethylase Utx in T cells

immunotherapy. Front. Immunol. 12, 645242（2021）．

aggravates allergic contact dermatitis. J. Immunol.

7） B. L. Gocinski, R.E. Tigelaar: Roles of CD4 and CD8+207, 2223-34（2021）．

+

T cells in murine contact sensitivity revealed by in5） A. B. Funch, V. Mraz, A. Ø. Gadsbøll, M. H. Jee, J.

vivo monoclonal antibody depletion. J. Immunol. 1 4 4,

F. Weber, N. Ødum, A. Woetmann, J. D. Johansen, C.
+

4121-4128（1990）．

Geisler, C. M. Bonefeld: CD8 tissue-resident memory8） K. Toriyama1, M. Kuwahara, H. Kondoh, T. Mikawa,T cells recruit neutrophils that are essential for flare-

N. Takemori, A. Konishi, T. Yorozuya, T. Yamada,

ups in contact dermatitis. Allergy. 77, 513-524（2022）．

T. Soga, A. Shiraishi, M. Yamashita: T cell-specific6） G. O. Rangel Rivera, H. M. Knochelmann, C. J.

deletion of Pgam1 reveals a critical role for glycolysis

Dwyer, A. S. Smith, M. M. Wyatt, A. M. Rivera-Reyes,J.
E. Thaxton, Chrystal M. Paulos: Fundamentals of T

− 99 −

in T cell responses. Commun. Biol. 3, 394（2020）．

病原体由来および自己由来二本鎖 RNA がインターフェロン非依存的にコラーゲン産生を抑制する機構の解明
大阪大学大学院薬学研究科分子生物学分野

櫻井文教

Production of extracellular matrices, including collagen and fibronectin, is highly important for not only beauty andmoisturizing, but also biological defense system, such as maintenance of barrier ability and anti-inflammatory responses,
in the skin. Dermal fibroblasts mainly produce extracellular matrices in the skin. Therefore, regulation of extracellularmatrix production in the dermal fibroblasts is highly important. We previously found that double-stranded RNA (dsRNA)
suppressed the expression of extracellular matrices in the activated hepatic satellite cells. Dermal fibroblasts are also
exposed to not only pathogen-derived dsRNA but also endogenous dsRNA. These findings made us hypothesize that
pathogen-derived and endogenous dsRNA activated innate immune responses in the skin fibroblasts, leading to reduction in
extracellular matrix production in the skin. In this study, treatment with a synthetic dsRNA, polyI:C, resulted in significant
reduction in the expression of extracellular matrices, without significant reduction in the viabilities of normal human dermal
fibroblasts. Furthermore, a short dsRNA (19 bp) also induced down-regulation of fibrotic marker gene expression in normal
human dermal fibroblasts. These results indicated that dsRNA is a hazard for skin by down-regulating the production of
extracellular matrices.

１．緒る polyI : C や二本鎖 RNA をゲノムに持つレオウイルスを言作用させることで、1 型インターフェロン（IFN）非依存的

皮膚におけるコラーゲンやファイブロネクチンなどの細胞外マトリックスの産生は、皮膚の美容・保湿のみならず、
バリア能の維持や抗炎症応答などの生体防御機構に極め
1）に、TGF-β/Smad シグナルおよびコラーゲン産生を抑制
し、線維化を解消することに成功した。
近年、皮膚も日常生活のなかで、様々な二本鎖 RNA にて重要である 。皮膚において細胞外マトリックスは、主暴露されている。皮膚は、ウイルスや細菌など病原体にに線維芽細胞が産生しているが、線維芽細胞においては

常に暴露されているが、ウイルスや一部の細菌は二本鎖Transforming Growth Factor-β（TGF-β）/Smad シグナル

RNA を多量に産生する。また、ケラチノサイトでは紫外が細胞外マトリックスの産生・分解制御に重要な役割を果

線照射により snRNA などのノンコーディング RNA が変性

2）

たしている 。したがって皮膚の健康・恒常性を保つためしたのち放出され、二本鎖 RNA として Toll-like receptorには細胞外マトリックスの産生・分解を適切に制御する必3（TLR 3）を介して炎症応答を誘導する 4）。さらに最近で要があり、そのためには TGF-β/Smad シグナルの制御がは、ミトコンドリア DNA より二本鎖 RNA が産生させる

重要と考えられる。

ことが報告されている 5）。このような背景から、皮膚の線

著者らは近年、肝線維化などの線維化治療に関する研究

維芽細胞などが、病原体もしく自己由来の二本鎖 RNA にに取り組んでいる。線維化では、各組織の線維芽細胞にお暴露することによって、1 型 IFN 非依存的に TGF-β/Smad

いて TGF-β/Smad シグナルが過剰に活性化し、細胞外マシグナルが抑制され、コラーゲンなどの細胞外マトリック

トリックスが過剰産生され蓄積することが原因となってスの産生抑制や分解促進、ひいては皮膚の保湿・バリア能いる 3）。線維化は、肝臓のみならず皮膚、腎臓、肺などあが低下するのではないかと考えた。そこで本研究では、病らゆる部位で発症し、多くの患者が苦しんでいるにもか

原体由来および自己由来の二本鎖 RNA による I 型 IFN 非

かわらず、効果的な治療薬が極めて少ないことから、ア依存的な細胞外マトリックス産生抑制の評価、およびそのンメットメディカルニーズの高い疾患となっている。著

メカニズム解明を目的として検討を行った。

者は、活性化した肝星細胞（肝臓に局在する間葉系細胞

２．方で、肝線維化の原因となる細胞）に、合成二本鎖 RNA であ法

2 . 1. 細胞培養
Elucidation of mechanism of suppression ofcollage production by pathogen-derived
and endogenous double-stranded RNA in
an interferon-independent mannerFuminori Sakurai
Graduate School of Pharmaceutical
Sciences, Osaka University

正常ヒト皮膚由来線維芽細胞は、Dulbecco’ s modified
eagle medium（DMEM）（High glucose）（10 % fetal bovine
serum（FBS），antibiotics 含 有 ）で 培 養 し た。 ヒ ト 肝 星
細 胞 株 で あ る LX- 2 細 胞 は、Dulbecco’ s modified eagle
medium（DMEM）（High glucose）（2 % FBS, antibiotics 含有）で培養した。実験の際には、12 時間 FBS 非含有培地− 100 −

病原体由来および自己由来二本鎖 RNA がインターフェロン非依存的にコラーゲン産生を抑制する機構の解明で培養したのち、TGF-β を終濃度 2 ng/ml で添加し 16 時

1 : 1000），anti-β-actin antibody（Sigma-aldrich, 1：2500）。

間培養したのちに実験に使用した。尚、使用した FBS は、

３．結

56 ℃、30 分間の非働化処理を行った後に使用した。

果

まずはじめに正常ヒト皮膚線維芽細胞に二本鎖 RNA お

2 . 2 . レオウイルスの調製

よびレオウイルス作用後の細胞生存率を検討した。polyI:

レオウイルスを L 929 細胞に感染させ、2 日後に細胞をC 単独、polyI : C/Lipofectamine RNAiMAX 複合体、およ

回 収・ 遠 心 後、HO buffer（1 M Tris-HCl（pH 7 . 5）、5 M

びレオウイルスを作用させたところ、用いた用量の範囲に

NaCl、10 mM 2 -mercaptoethanol）に懸濁した。超音波処

おいては、正常ヒト線維芽細胞の細胞生存率に有意な低下

理を 4 秒間行ったのち、凍結融解により細胞を破壊した。

は観察されなかった（図 1）。そこで次に、ヒト線維芽細胞

得られた細胞破砕液に、Vertrel（三井・デュポン フロロ

におけるコラーゲンやファイブロネクチンなどの細胞外マケミカル）を全液量の 2 / 5 加え、超音波処理を 4 秒間行い、トリックスの遺伝子発現量を検討したところ、polyI: C/

さらに、同量の Vertrel を加えて超音波処理を 4 秒行った。

Lipofectamine RNAiMAX 複合体群において、有意な低下

これを 9 , 000 g、5 分間遠心し、上清を新しいチューブにが観察された（図 2）。また ELISA によって培養上清中の回収した。回収した液量の 9 / 10 量のVertrelを加えたのち、

IFN-β 産生量を検討したところ、polyI: C/Lipofectamine

超音波処理を行い、9 , 000 g、10 分間遠心し、上清を回収

RNAiMAX群でのみ、有意なIFN-β産生が観察された（図 3）。

した。超遠心機のスウィング・ローターのチューブに比重

次に同様の研究を短い塩基長の dsRNA（short dsRNA;

1 . 44 g/cm 3、1 . 22 g/cm 3 の塩化セシウム溶液を順に重層

sdsRNA）を用いて検討を行った。その結果、これらのし、その上に上記のレオウイルス懸濁液を加えて超遠心機

sdsRNA 作用時においてヒト皮膚線維芽細胞の細胞生存率

を用いて 27 , 000 rpm、5 . 5 時間遠心した。その後、レオウの低下は観察されなかった。さらにこれらの sdsRNA にお

イルスのバンドを回収し、10 ｍ M Tris（pH 7 . 5）、1 ｍ M

いても、sdsRNA の濃度依存的に線維化マーカーの発現がMgCl 2、10 ％ glycerol からなる透析バッファーで 1 時間、有意に低下した。さらに Western blotting によって様々な4 ℃で透析し、透析バッファーを交換した後、一晩透析し線維化マーカーの発現を解析したところ、こちらにおいた。回収した懸濁液をレオウイルス懸濁液として回収した。

ても線維化マーカーの発現が低下した。さらに sdsRNA による線維化マーカーの発現低下は、1 型 IFN の産生が抑制

2 . 3 . 二本鎖 RNA およびウイルス作用

された条件下においても観察された。上記と同様の結果は、

合 成 二 本 鎖 RNA で あ る polyI: C を 培 地 中 に 添 加、 もヒト肝星細胞株である LX- 2 細胞でも観察された。以上のし く は Lipofectamine RNAiMAX を 用 い て Transfection

結果より、二本鎖 RNA は皮膚における細胞外マトリック

した。また二本鎖 RNA をゲノムに有するレオウイルス

スの産生を抑制することが示唆された。

を Multiplicity of infection（MOI）20、100 で作用させた。
19 塩基長の短い二本鎖 RNA（short dsRNA; sdsRNA）は、Lipofectamine RNAiMAX を用いて Transfection した。

2 . 4 . 細胞生存率の評価
正 常 ヒ ト 成 人 皮 膚 線 維 芽 細 胞 を 1 × 104 cells/well で
96 well plate に 播 種 し た。 翌 日、polyI: C、polyI: C/
Lipofectamine RNAiMAX 複合体、sdsRNA およびレオウ
イルスを作用した。作用 48 時間後に WST- 8 アッセイにより細胞生存率を評価した。

2 . 5 . 遺伝子発現解析
上 記 と 同 様 に、polyI: C、polyI: C/Lipofectamine
RNAiMAX 複 合 体、sdsRNA/Lipofectamine RNAiMAX
複合体、およびレオウイルス作用 48 時間後に total RNAを回収し、定量的 RT-PCR により遺伝子発現解析を行った。
また同様に蛋白質を回収し、Western blotting により蛋白質発現解析を実施した。用いた抗体は以下の通りである。
Anti-α-smooth muscle actin（α-SMA）antibody（Abcam,

図 1 polyI: C, polyI: C/Lipofectamine RNAiMax 複 合 体、Reovirus 作用後の正常ヒト皮膚線維芽細胞の細胞生存率− 101 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図 2 polyI: C, polyI: C/Lipofectamine RNAiMax 複合体、Reovirus 作用後の正常ヒト皮膚線維芽細胞における線維化マーカーの発現レベル。TGF-â 非作用群の値を 1 とした。

イルスの量が少なかったためと考えられる。レオウイルスの感染受容体は、Junction adhesion molecule-A（JAM-A）
であるが、線維芽細胞では JAM-A の発現が低いことが知られている。そのため、レオウイルスの細胞内取り込み量が少なかったと考えられた。
今回の二本鎖 RNA による線維化マーカー遺伝子の発現抑制メカニズムであるが、二本鎖 RNA が何らかの細胞側因子に認識されることで誘導されているものと予想される。
実際に種々の細胞側因子を siRNA を用いてノックダウン
したが、関与する分子の同定には至らなかった。現在、さらに多くの標的遺伝子をノックダウンし、検討を継続している。
図 3 polyI: C, polyI: C/Lipofectamine RNAiMax 複 合 体、Reovirus 作用後の正常ヒト皮膚線維芽細胞における IFN-â
産生量（引用文献）
1） Chambers, E. S. & Vukmanovic-Stejic, M. Skinbarrier immunity and ageing. Immunology 1 6 0,
116‒125（2020）．

４．考2） Flanders, K. C. Smad3 as a mediator of the fibrotic

察

response. Int J Exp Pathol 85, 47‒64（2004）．

今回、polyI: C/Lipofectamine RNAiMAX 複合体作用群

3） Frangogiannis, N. G. Transforming growth factor–βにおいて細胞外マトリックス遺伝子の発現が有意に低下しin tissue fibrosis. Journal of Experimental Medicine 217,

た。細胞生存率については有意な低下は観察されなかった

e20190103（2020）．

ことから、この細胞外マトリックス遺伝子の発現低下は、

4） Bernard, J. J. et al. Ultraviolet radiation damages self

細胞毒性によるものではないと考えられる。実際に、ハウ

noncoding RNA and is detected by TLR3. Nat Med 18,

スキーピング遺伝子の発現にも変化は見られなかった。

1286‒1290（2012）．

今回、レオウイルスおよび polyI: C 単独作用群において

5） Ren, B., Guan, M.-X., Zhou, T., Cai, X. & Shan, G.

は、細胞外マトリックス遺伝子の有意な低下は観察されな

Emerging functions of mitochondria-encoded noncoding

かった。これは、細胞内に取り込まれた polyI: C やレオウ

RNAs. Trends in Genetics 39, 125‒139（2023）．

− 102 −

グリコサミノグリカンが脈管形成機構に及ぼす影響の解明
大阪大学大学院歯学研究科顎口腔機能再建学講座（歯科理工学教室）

佐々木

淳一

Vasculogenesis is referred to as the assembling of stem cells and endothelial progenitor cells into endothelium andsubsequent formation of nascent capillaries. The elucidation of vasculogenesis of stem cells will facilitate control ofneovascularization and further development of novel cosmetics as well as tissue regenerative therapies. Heparan sulfate (HS)proteoglycans, which are composed of HS glycosaminoglycan chains and covalently attached core protein, are a widelydistributed constituent of extracellular matrices in all mammalian tissues. HS could enhance the binding affinity between
growth factors and related receptors to modulate a variety of biological activities, however little is known about the role of
HS in endothelial differentiation and neovascularization of mesenchymal cells. Dental pulp stem cells (DPSCs), which areclassified as mesenchymal stem cells, are highly proliferative and exhibit a multipotent differentiation ability. Notably, owing
to constitutive expression of vascular endothelial growth factor receptor 1, DPSCs more readily differentiate into vascularendothelial lineages compared with other mesenchymal cells. In this study, we hypothesized that HS highly orchestrates
vasculogenesis of mesenchymal stem cells and the role of HS on endothelial differentiation was investigated by using
DPSCs. It was revealed that an HS antagonist suppressed the sprouting ability and endothelial differentiation of DPSCs.
Silencing of exostosin-1 (EXT1), a crucial glycosyltransferase for HS biosynthesis, in DPSCs significantly altered theirgene expression profile. In addition, EXT1-silenced DPSCs expressed lower levels of endothelial differentiation markers
and displayed a reduced vascular formation capacity compared with control DPSCs transduced with scrambled sequences.
Collectively, these findings indicate the crucial role of HS on endothelial differentiation and vasculogenesis of mesenchymal
stem cells, opening new perspectives for the application of HS to novel cosmetics and regenerative medicine.

１．緒合することで、間葉系幹細胞の血管内皮細胞分化が開始し、言脈管形成能が発揮されることを報告してきた 1 , 2）。しかし、血管は健康の維持・増進に重要であるとされ、特に、血これら血管の形成を促進する増殖因子やサイトカインが多管の 95 % 以上を占める直径 20 μm 以下の毛細血管は免疫く発見されている一方で、その精製タンパク質は非常に高や創傷治癒に大きく関わっていることが知られている。一

価なうえに、強い薬理作用が故の生体安全性の問題から血方で、毛細血管の数は加齢によって減少することが報告さ

管再生療法への適用は大きく制限されている。

れており、真皮毛細血管の密度や機能の低下は皮膚の老化

近年の糖鎖生物学の発展によって、糖鎖と幹細胞分化の関係性が徐々に解明されつつあり、強い負電荷を有するプを招く。
体内における血管形成の過程には、Angiogenesis（血管ロテオグリカンが細胞周囲の増殖因子を捕捉することで、新生）と Vasculogenesis（脈管形成）の 2 種類がある。血管細胞分化を制御していることが報告された。プロテオグリ

新生は、既存の血管が分枝を形成することで新規の血管がカンは、1 本のコアタンパク質に複数本のグリコサミノグ形成される事象を指し、脈管形成は、血管前駆細胞から分リカンが共有結合した構造をもち、プロテオグリカンの負化した血管内皮細胞が血管非存在下の領域に血管を形成す

電荷はグリコサミノグリカンの硫酸基に由来する。すなわ

ることをいう。これまで、脈管形成は初期胚から循環系のち、硫酸化多糖鎖であるグリコサミノグリカンの強い負電発生段階のみで見られるプロセスと考えられていたが、近荷は、生体内で増殖因子の安定化や受容体への結合につい年、成人の血液中で血管前駆細胞が発見され、脈管形成がての重要な働きを担っている 3）。また、ヘパラン硫酸はグ

ヒトの血管形成においても作用していることが分かってきリコサミノグリカンのなかでも特に強い負電荷をもち、さた。そういったなか、これまでに我々は、血管内皮細胞増らには間葉系幹細胞の細胞外基質にも含まれていることか

殖因子（VEGF）や肝細胞増殖因子が特異的レセプターに結ら、我々はヘパラン硫酸が間葉系幹細胞の脈管形成能に関与しているのではないかと着想した。
ところで、歯髄幹細胞（DPSCs）は、俗に歯の神経と呼The Role of Glycosaminoglycan on
Vasculogenesis

ばれる歯髄に存在する間葉系幹細胞であり、高い増殖能とJun-Ichi Sasaki

る。また、DPSCs は VEGF のレセプターを常に発現してDepartment of Biomaterials Science,
Osaka University Graduate School of
Dentistry

象牙芽細胞などへの分化能を有していることが知られていいることから、骨髄や脂肪由来の間葉系幹細胞と比較して高い脈管形成能をもつことが報告されている。このように、− 103 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

DPSCs は in vitro で簡便に血管内皮細胞に分化誘導するこ

また、EXT 1 のノックダウンが DPSCs の遺伝子発現とが可能であり、DPSCs の脈管形成能を評価する手法もに及ぼす影響を網羅的に解析した。すなわち、ED 培地で確立されている 4）。

14 日 間 培 養 し た shEXT 1 -DPSCs、shCon-DPSCs か ら

以上を背景として、本研究では、グリコサミノグリカン

mRNA を抽出し、Novaseq 6000 を用いて次世代シークエが間葉系幹細胞の脈管形成能を制御していると仮説を立て、ンス解析を行った。さらに、ED 培地で 7 日間および 14 日

DPSCs を用いてヘパラン硫酸の産生抑制が脈管形成能に間培養したこれら細胞について、VEGFA および Nanog の及ぼす影響を in vitro および in vivo で検討することを目的

mRNA 発現量を Real-time PCR 法によって評価した。

とした。

２．方

2 . 3 . EXT1 発現阻害が脈管形成能に与える影響

法

EXT 1 のノックダウンが DPSCs の細胞増殖能に与える

2 . 1. ヘパラン硫酸合成阻害が脈管形成能に与える影
響
DPSCs の脈管形成能発現におけるヘパラン硫酸の役割

影響を検討することを目的として、遺伝子導入した細胞を通常培養（GC）培地あるいは ED 培地を用いて二次元培養
下で最長 5 日間培養し、細胞数を測定した。

を検討するために、ヘパラン硫酸の合成阻害剤である bis-

さらに、shCon-DPSCs と shEXT 1 -DPSCs をマトリゲ

2-methyl-4-amino-quinolyl-6-carbamide（surfen）
を添加

ル上で ED 培地を用いて最長 14 日間培養し、形成されたした培地で DPSCs を培養し、細胞増殖や分化に与える影

網目状構造の分岐の数および長さを ImageJ を用いて定量響を評価した。具体的には、血管内皮細胞分化誘導（ED）評価した。また同時に、100 µg/mL のヘパラン硫酸を添加

培地に 1 ～ 10 µM の surfen を添加し、培養皿で最長 5 日した ED 培地を用いて shEXT 1 -DPSCs を培養し、ヘパラ間培養した後に、細胞数を MTT assay で検討した。また、

ン硫酸添加が網目状構造形成能に与える影響を検討した。

同様に 7 日間培養した DPSCs について、血管内皮細胞分化マーカーである VEGFA、および幹細胞マーカーである
Nanog の mRNA 発現量を Real-time PCR 法によって評価した。

2 . 4 . EXT1 発現阻害が in vivo 血管形成に与える
影響
EXT 1 のノックダウンが DPSCs の血管形成に与える影

さ ら に、 マ ト リ ゲ ル を 用 い た 三 次 元 培 養 に よ っ て

響を in vivo で評価するために、マウス血管新生モデルを

DPSCs の脈管形成能を評価した。細胞培養用 24 ウェルプ用いた検討を行った。具体的には、内径 8 mm のポリエチレートに 300 µL のゾル状のマトリゲルを注ぎ、37 ℃で 1

レンチューブ内腔に多孔性のポリ乳酸スキャフォールド

時間静置することでゲル化させた。このマトリゲル上にを作製し、厚さ 1 mm に切り出した。その内部に shCon-

DPSCs を播種し、分化誘導によって形成された網目状構

DPSCs あるいは shEXT 1 -DPSCs を播種し、重症複合免疫造を光学顕微鏡で最長 14 日間観察した。網目状構造の分不全マウスの背部皮下に移植した。移植 5 週間後に試料を岐の数および長さは、画像解析ソフトウェア ImageJ を用回収し、パラフィン包埋薄切切片を作製後、ヘマトキシリ

いて定量評価した。また、マトリゲルで三次元培養した

ン・エオジン（HE）染色を行った。また、薄切切片に対し

DPSCs に対して Live/Dead 染色を行い、蛍光顕微鏡で観て血管内皮細胞の分化マーカーである CD 31 あるいは von

察した。

Willebrand Factor（vWF）と GFP の多重免疫染色を行い、スキャフォールド内に形成された血管数を評価するととも

2 . 2 . Exostosin-1（EXT1）発現阻害が血管内皮細胞分化に与える影響に、分化マーカー陽性細胞と GFP の局在についても検討した。

ヘパラン硫酸の産生を抑制した DPSCs を作製するた

３．結果と考察

め に、 糖 転 移 酵 素 EXT 1 に 対 す る short hairpin RNA（shRNA）をレンチウイルスベクターによって導入し、

3 . 1. HS 合成阻害が脈管形成能に与える影響

DPSCs の EXT 1 発現をノックダウンした。また、コント

ヘパラン硫酸合成阻害剤 surfen を加えた GC 培地あるいロールとして、スクランブル配列と緑色蛍光タンパク質は ED 培地を用いて DPSCs を培養したところ、培養 5 日（GFP）遺伝子を導入した DPSCs（shCon-DPSCs）を用意し目において ED 培地では surfen 濃度依存的に細胞増殖が抑た。EXT 1 をノックダウンした細胞（shEXT 1 -DPSCs）

制されることが分かった（図 1 A）
。一方、GC 培地では培

あ る い は shCon-DPSCs を ED 培 地 で 7 日 間 お よ び 14 日

養 5 日目においても surfen の培地添加によって細胞増殖

間培養し、EXT 1 発現量を Real-time PCR 法で、ヘパラに有意な変化は認められなかった。また、surfen 含有 ED

ン 硫 酸 産 生 量 を Enzyme-linked immuno-sorbent assay

培地で培養した DPSCs の血管内皮細胞分化を検討した結（ELISA）
法で検討した。

果、surfen の濃度が増加するにつれて VEGFA の mRNA

− 104 −

グリコサミノグリカンが脈管形成機構に及ぼす影響の解明

量は減少するが、幹細胞マーカー Nanog の発現量は増加

10 µM の surfen を含む ED 培地で 14 日間培養した後におすることが分かった（図 1 B）
。ヘパラン硫酸は増殖因子といても、多くの細胞が生存していることが明らかとなった

電気的に結合することで、増殖因子の細胞表面の受容体へ（図 2 C）。これらのことから、DPSCs を surfen 添加培地での結合を補助していることが知られている。このことから、培養することで、血管内皮細胞分化および網目状構造を形

DPSCs のヘパラン硫酸合成阻害によって ED 培地に含まれ成する能力、すなわち脈管形成能が低下したことが示唆さ

る増殖因子が細胞に作用しづらくなったため、細胞増殖やれた。

血管内皮細胞分化が抑制されたと考えられた。一方、GCり、増殖因子を多く含む ED 培地に比べてヘパラン硫酸産

3 . 2 . EXT1 発現阻害が血管内皮細胞分化に与える
影響

生阻害の影響が少なく、surfen は GC 培地環境下では細胞EXT 1 発現を shRNA でノックダウンできているか調培地については、DPSCs を栄養する主体が血清成分であ増殖に変化を与えなかったと考えられた。

べたところ、培養 7 日目、14 日目のいずれにおいても、

マトリゲル上で DPSCs を血管内皮細胞に分化誘導した

shEXT 1 -DPSCs の EXT 1 発現量は shCon-DPSCs と比較

結果、毛細血管様の網目状構造が形成された（図 2 A）
。次

して有意に低かった（図 3 A）。さらに、ELISA 法の結果かに、surfen を培地に加えて三次元培養したところ、培養 3

らも、shEXT 1 -DPSCs のヘパラン硫酸産生量が減少して日目以降で surfen の濃度が増加するにしたがって DPSCs

いることが分かった（図 3 B）
。これらの結果から、shRNA

によって形成される網目状構造の分岐の数および長さがによって DPSCs の EXT 1 発現がノックダウンされ、ヘパ有意に減少することが分かった（図 2 B）
。一方で、DPSCs

ラン硫酸の産生が阻害されていることが分かった。

が surfen の影響で細胞死した場合には、マトリゲル上に

次 に、 次 世 代 シ ー ク エ ン ス 解 析 を 行 っ た と こ ろ、

網目状構造が形成されなくなると考えられる。そこで、マCD 106 や TGF-β 1、ケモカインなど接着因子や炎症反応

トリゲル上で DPSCs の Live/Dead 染色を行ったところ、に関わる遺伝子群の発現が shEXT 1 -DPSCs で有意に減図 1 Surfen が DPSCs の細胞増殖と血管内皮細胞分化に与える影響
A．細胞増殖試験 B．Real-time PCR 法− 105 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図 2 Surfen が三次元培養環境下の DPSCs に与える影響
A．光学顕微鏡像 B．網目状構造の定量評価 C．Live/Dead 染色

図 3 DPSCs の EXT1 ノックダウン
A．EXT1 発現量 B．ヘパラン硫酸産生量

少していることが明らかとなった（図 4 A）
。また、Real-3 . 3 . EXT1 発現阻害が脈管形成能に与える影響

time PCR で血管内皮細胞分化に関連する遺伝子発現を調shRNA を 用 い た 逆 遺 伝 学 的 ア プ ロ ー チ に よ っ て、

べた結果、surfen を作用させた場合と同様に、shEXT 1 -shEXT 1 -DPSCs ではヘパラン硫酸の産生が減少し、血管

DPSCs で VEGFA 発現量が減少し、Nanog が増加してい内皮細胞分化が抑制されることが明らかとなった。そこで、ることが分かった（図 4 B）
。このことから、EXT 1 のノッ

三次元培養系で shEXT 1 -DPSCs が形成する網目状構造をクダウンによってヘパラン硫酸の産生を抑制することは、観察したところ、shCon-DPSCs と比較して分岐の数や長DPSCs の血管内皮細胞分化のみならず細胞接着や免疫とさが減少することが明らかとなった（図 5）。一方、ヘパラ

いった様々な細胞機能に影響を与える可能性が考えられた。

ン硫酸を添加した ED 培地で shEXT 1 -DPSCs を培養する− 106 −

グリコサミノグリカンが脈管形成機構に及ぼす影響の解明

図 4 EXT1 ノックダウンによる DPSCs の遺伝子発現変化
A．次世代シークエンス解析 B．Real-time PCR 法

図5

shEXT1-DPSC の網目状構造形成能とヘパラン硫酸
（HS）
添加の効果

− 107 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023と、shCon-DPSCs が形成する網目状構造と比べて、そのと、さらには DPSCs のヘパラン硫酸産生を阻害すること

数や長さに有意な差が認められなくなった。この結果は、で血管の形成量が減少したことを示している。これらの結EXT 1 のノックダウンによって低下した DPSCs の網目状果から、生体内においてヘパラン硫酸が DPSCs の脈管形

構造形成能が培地中に添加したヘパラン硫酸によってレス成能を制御している可能性が示された。

キューされたことを示しており、この結果は、DPSCs の4．総脈管形成能にヘパラン硫酸が関与していることを示唆している。

括

本研究では、グリコサミノグリカンの一つであるヘパラン硫酸が脈管形成に与える影響を間葉系幹細胞の一つであ３．４．EXT1 発現阻害が in vivo 血管形成に与える影響
これまでの結果から、DPSCs の脈管形成能の発現には、る DPSCs を用いて検討した。その結果、DPSCs によるヘパラン硫酸の産生を阻害することで、DPSCs の脈管形成能が低下し、DPSCs によって形成される血管量が減少す

ヘパラン硫酸が重要な役割を担っていることを in vitro のることが示された。このことは、ヘパラン硫酸が DPSCs

実験系で示すことができた。そこで、これらの in vitro での血管形成、すなわち間葉系幹細胞の脈管形成能の発現に見られた現象が in vivo でも生じることを確認するために、重要であることを示唆している。以上のことから、ヘパラ

マウス血管新生モデルを用いた評価を行った。その結果、ン硫酸が間葉系幹細胞由来の血管の増生に有効であり、本shEXT 1 -DPSCs を播種したスキャフォールド内に形成研究で得られた知見が、新たな血管再生療法の確立や血行された血管の数は、shCon-DPSCs を移植した試料と比較を促進する化粧品の開発に応用できる可能性が示された。

して有意に減少することが分かった（図 6 A）
。さらに、多重免疫染色の結果、移植した試料内に CD 31 や vWF とい謝

辞った血管内皮細胞分化マーカーと GFP を共発現している

本研究の遂行にあたり、ご支援いただきました公益財団

DPSCs が存在していることが明らかとなった（図 6 B）。こ

法人コーセーコスメトロジー研究財団に深く感謝申し上げのことは、移植した DPSCs が血管内皮細胞に分化したこます。

図 6 shEXT1-DPSC の in vivo 脈管形成能
A．HE 染色および血管形成量評価 B．vWF と GFP の多重免疫染色− 108 −

グリコサミノグリカンが脈管形成機構に及ぼす影響の解明（引用文献）

3） Li A, Sasaki JI, Inubushi T, Abe GL, Nör JE,

1） Sasaki JI, Zhang Z, Oh M, Pobocik AM, Imazato S,

Yamashiro T, Imazato S. Role of heparan sulfate on

Shi S, Nör JE. VE-cadherin and anastomosis of blood

vasculogenesis of dental pulp stem cells. J Dent Res

vessels formed by dental stem cells. J Dent Res 99（4），102（2），207-216, 2023.
4） Katata C, Sasaki JI, Li A, Abe GL, Nör JE, Hayashi

437-445, 2020.
2） Zhang Z, Oh M, Sasaki JI, Nör JE. Inverse andM, Imazato S. Fabrication of vascularized DPSC

reciprocal regulation of p53/p21 and Bmi-1 modulates

constructs for efficient pulp regeneration. J Dent Res

vasculogenic differentiation of dental pulp stem cells.

100（12），1351-1358, 2021.

Cell Death Dis 12（4），644, 2021.

− 109 −

紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明
名古屋市立大学医学研究科免疫学分野

志馬寛明

Skin wound healing is a highly organized process that maintains tissue integrity and function. We found that ultraviolet-B(UVB) irradiation promotes skin wound healing. However, the mechanism by which UVB regulates the repair process is not
fully understood. Regulatory T cells (Tregs) play a pivotal role in maintaining immune homeostasis. Skin exposure to UVB
induces the expansion of Foxp3+ regulatory T cells. UVB-expanded Tregs (UVB-skin Tregs) enhance re-epithelializationby producing proenkephalin (PENK) and Areg, promoting wound healing of the skin. In this study, we further investigatedthe mechanisms by which UVB-skin Tregs interact with other immune cells and inflammatory mediators to regulate woundhealing. Full-thickness wounds were made on the back skin of mice irradiated with UVB before 30 minutes or 6 days andcompared to wounds of non-irradiated mice. UVB irradiation before 6 days promoted wound healing in mice, whereas UVB
irradiation before 30 minutes rather delayed wound healing. Flow cytometric analysis showed that UVB-skin Tregs highly
accumulated in the wounds of mice irradiated with UVB before 6 days but not 30 min. UVB-skin Tregs strongly expressed
activation markers such as KLRG1, indicating that they were highly activated in the wounds. UVB irradiation also induced
an inflammatory response in the wounds that negatively regulates tissue repair. Pro-inflammatory cytokine expression
and inflammatory macrophage accumulation in the wounds were enhanced by UVB irradiation and those were partiallysuppressed by UVB-skin Tregs. These results suggest that UVB irradiation has both positive and negative impacts on thetissue repair function of the skin. Controlling these responses might enhance UVB-promoted skin wound healing.

１．緒

では、結合組織の再構成により強度が増加する。これら一

言連の過程は、免疫系による制御を受ける。マクロファージ

皮膚は、擦り傷や切り傷、火傷などの様々な外傷を受けやリンパ球、制御性 T 細胞（regulatory T cell, Treg）、自る。傷が素早く修復されるかどうかは、皮膚のバリア機能、

然免疫細胞など多種類の免疫細胞とケラチノサイトや線維すなわち角質層下の水分の保持や損傷部位からの感染に対芽細胞などの非免疫細胞との相互作用により、創傷治癒過1）する防御能を維持する上で非常に重要である 。傷の修復

程が制御されていると考えられているが、その機序は十分過程が終了した後でも、その部位が傷痕
（瘢痕）
として残る

に解明されていない 2）。

と外見に大きく影響する場合があるため、元の組織構造に

我々は、紫外線が皮膚の免疫機能に与える影響を解析し可能な限り近づけることも重要視される。また、糖尿病患てきた。皮膚が紫外線に長時間暴露すると、サンバーン（日

者や寝たきりの高齢者の増加に伴って、創傷治癒過程の遅焼け）やサンタン、光老化（シミ、しわ、たるみ）、皮膚が延に起因する難治性潰瘍を患う人々は増加しており、国内

んの誘発など多くの害をもたらす（図 1）。そのため一般的

では約 130 万人もの患者がいるとされている。事故や手術には、紫外線への暴露を避けることが健康を保つために重による創傷を早く修復することができれば、入院時間を短要であると考えられている。その一方で、適切にコントロ

縮し、早期に日常生活に復帰することが可能となる。しかールされた紫外線照射は、人体に有益な影響を与える。例

し、創傷治癒に対する治療法は限られており、新たな手段

えば、乾癬やアトピー性皮膚炎などの皮膚免疫疾患に対しの開発が求められている。創傷治癒過程は、炎症期、増殖て紫外線照射による治療が有効である。照射波長の範囲を期、再構築期に分けられ、各過程が重複しながら進行して限定したナローバンド UVB は、治療効果が高く、前述の1）

いく 。炎症期には免疫細胞の集積により感染や異物を除副作用が少ないため急速に普及した。しかし、紫外線が人去することで傷が清浄化され、増殖期にはケラチノサイト体に与える影響には未だ不明な点が多い。紫外線がもつ有による再上皮化、線維芽細胞によるコラーゲンの産生や血益な作用を見出し、作用機序を明らかにすることによって、管形成誘導により創傷部位が埋められる。さらに再構築期

その有益な作用を選択的に利用できることが期待される。
最近我々は、紫外線を照射したマウスの皮膚で創傷治癒能

Elucidation of the mechanism by which
U V- ex pa nded reg u l at or y T c e l l s
promote skin wound healing
Hiroaki Shime
Department of Immunology, Nagoya
City University Graduate School of
Medical Sciences（組織修復）が亢進することを見出した 3）（図 1）。
Treg は、免疫機能の過剰な応答を抑制することで自己免疫反応の抑制や炎症反応の調節を担う免疫細胞である。健常人では、末梢の CD 4 陽性 T 細胞のうち 5 〜 10 %を Treg が占めるが、炎症やがんなどではその割合が増加する。組織に分布した Treg は、免疫抑制に関わる基本的− 110 −

紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明

図 1 紫外線の有害な作用と有益な作用
紫外線で Treg が増加する。Treg の働きによる有益な作用を明らかにして、選択的に利用し、健康増進に役立てることを目指す。

な機能は維持しながらも組織ごとに特徴的な性質を示すこ

さらなる解明を目的とした。

とから、リンパ組織の Treg と区別して組織 Treg と呼ばれ、２．方それぞれの組織の恒常性の維持における役割が注目されている 4）。皮膚に常在する Treg は、微生物感染に対する免法

２. 1. 創傷治癒モデルおよび皮膚免疫細胞解析

疫応答の制御や皮膚炎症性疾患の抑制のみならず、創傷治

C 57 BL/ 6 J マウスまたはジフテリア毒素（DT）の投与で癒や毛包幹細胞の維持など多様な役割を果たすが、皮膚でFoxp 3 陽性 Treg を除去できる Foxp 3 -DTR-GFP マウスの細胞数や機能およびその調節に関するメカニズムは不明に紫外線 B 波を 500 mJ/cm 2 照射した。6 日経過後に、組である 5）。

織損傷が真皮層を越して皮下組織まで及ぶ全層創傷（full-

紫外線 B 波（ultraviolet-B, UVB）の照射を受けると、皮

thickness wound、直径 6 mm）を背中の皮膚に作成し、経膚や全身の免疫機能が抑制されることは以前から知られて時的に創傷を写真撮影した。Image J ソフトウェアを用い、

きた 6）。紫外線照射を受けた皮膚では、7 日目をピークにシングルブラインド方式で創傷部位の面積を計測した。まFoxp 3 陽性 Treg が通常の 3 〜 5 倍にまで増加することかた、創傷部位を採取し、細かく切断したのち、リベラーゼ

7）

ら、免疫抑制が起こる原因となると考えられている 。紫またはコラゲナーゼを 37 ℃、60 分間作用させて単一細胞

外線による Treg 増加の機序の全容は明らかになっていな

懸濁液を調製した。Treg、マクロファージなどの表面マ

いが、皮膚の樹状細胞が必須であり、特に CD 11 b 陽性樹

ーカーを蛍光標識抗体で染色し、フローサイトメトリーで8）状細胞が中心的な役割を持つと考えられている 。紫外線

細胞集団の割合を解析した。

により増加した皮膚の Treg（UVB-skin Treg）は特徴的な遺伝子発現パターンを示すことから、皮膚の恒常性維持に

2 . 2 . skin explant assay

寄与する生理的役割を持つことが予想されたものの、免疫紫外線照射および未照射マウスの耳の皮膚を直径 3 mm

抑制以外の機能は不明であった。我々は、紫外線による皮の円形に切り出し、24 穴プレートに付着させた後、培養膚の創傷治癒の促進に UVB-skin Treg が必須であることした。一日後に培養液を追加してさらに一日培養後、皮膚3）を明らかにした 。UVB-skin Treg は、皮膚のバリア機

片から進展したケラチノサイトを顕微鏡下で撮影し、皮膚能の維持に重要な再上皮化を促進する。プロエンケファリ

切片の端からケラチノサイトが移動した距離および面積をン（proenkephalin, PENK）や Areg の産生により、ケラチ計測した。

ノサイトの伸展を促進することによって創傷部位の再上皮化を促進することがわかった。他にも UVB-skin Treg は、

2 . 3 . 皮膚の遺伝子発現解析

血管新生因子や組織再構築に関わるプロテアーゼの産生にマウスの皮膚から全層創傷部位または近傍の正常な皮膚より創傷治癒を促進することが示唆されているものの、再を回収し、RNA を抽出した。定量的 PCR 法により各遺伝

上皮化以外の過程に与える影響は不明である。本研究では、子の発現レベルを測定した。

UVB-skin Treg による創傷治癒促進効果のメカニズムの− 111 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

３．結去した Foxp 3 -DTR-GFP マウスに紫外線照射した場合は、

果

ICOS 発現が上昇した。すなわち、紫外線によって増加し

紫外線照射のタイミングと創傷治癒の促進効果の関係について明らかにするために、紫外線照射直後または、紫た UVB-skin Treg により CD 8 陽性 T 細胞の活性が抑制されることが示唆された。

外線照射 6 日経過後のマウスの皮膚に全層創傷を作製した。

紫外線照射した皮膚では、日数を経るに従って UVB-

同様に紫外線未照射のマウスにおいても創傷を作製した。

skin Treg の増加が徐々に起こり、7 日でピークを迎え前もって紫外線照射をしておいたマウスは、未照射の皮膚る。それとともに TNF-α, IL- 6 , IL- 1 β などの炎症性サイよりも傷の面積が早期に縮小（治癒）したのに対して、紫外トカインの発現誘導も起こる。創傷部位でも検討したとこ

線照射直後の皮膚に作製した場合は、未照射マウスよりもろ、これらの反応は正常皮膚と同様に起こることがわかっ

治癒が遅延し、むしろ悪影響を及ぼすことがわかった（図た。また、炎症性ミエロイド系免疫細胞について解析し2）。傷を受けて早期に開始される炎症期の増大は創傷治たところ、Ly 6 C 陽性炎症性マクロファージが増加してい癒の遅延をもたらす。紫外線照射は一過性の炎症反応を誘た（図 3）。さらに、創傷部位には好中球の浸潤も見られた。

導するため紫外線照射して 6 時間から 24 時間経過後、皮ジフテリア毒素を投与して Treg を除去した Foxp 3 -DTR-

膚の炎症性サイトカイン遺伝子の発現を調べたが、ほとん

GFP マウスでは、傷を受ける 6 日前に紫外線を照射してど変化していなかった。すなわち、紫外線照射直後に創傷

おいても創傷治癒は遅延し、これらの炎症応答がさらに増治癒が遅延する原因は炎症の増大によるものではないと考大した。よって、UVB-skin Treg はケラチノサイトによえられた。

る再上皮化を促進する一方で、紫外線照射によって誘導さ創傷部位を単離してフローサイトメトリー解析を行い、免疫細胞の集積を調べたところ、前もって紫外線照射した皮れるこれらの炎症反応を抑制しているものの、その抑制は十分でないことが示唆された。

膚に作製した傷は、照射直後に作製した傷に比べて UVB-

４．考skin Treg が多く集積していた。また、それらは KLRG 1

察などの活性化マーカーを強く発現していたことから、強い紫外線の照射が皮膚や全身性の免疫抑制を誘導すること

活性化状態にあることがわかった（図 3）。さらに、他の免は広く知られてきたが、創傷治癒を促進することはこれま

疫細胞についても同様に解析を行った。マクロファージので知られていなかった。創傷治癒と免疫系の関連について集積やその性質を反映する M 1 /M 2 マーカーの発現に大は、特にマクロファージによる制御に関して多くの報告がきな違いはなかった。マクロファージ欠損マウスで見らあるものの、Treg の役割には不明な点が多い。本研究にれる創傷治癒の遅延は、紫外線照射により改善した。まより、紫外線は皮膚で増加する Treg を介した再上皮化のた、ケラチノサイトの皮膚切片からの伸展も誘導された。

促進により創傷治癒を早めると同時に、一過性に誘導されさらなる詳細な解析が必要であるが、紫外線で増加した皮る炎症反応が創傷治癒を遅延させる一面もあることが示唆

膚の Treg は、マクロファージと相加的に働き、創傷治癒された。

を制御することが示唆された。また、CD 8 陽性 T 細胞のICOS 発現が低下し、ジフテリア毒素の投与で Treg を除紫外線照射のタイミングと創傷治癒との関係については、
紫外線照射直後の皮膚に傷を作成した場合に治癒の促進効

図 2 紫外線照射のタイミングと創傷治癒促進作用（A）紫外線照射 6 日後に傷を作成 （B）紫外線照射直後に傷を作成− 112 −

紫外線で誘導される制御性 T 細胞が創傷治癒を促進するメカニズムの解明

図 3 創傷部位の免疫細胞（A）Foxp3 陽性 Treg、（B）Foxp3 陽性 Treg（上段）および CD8 陽性 T 細胞（下段）、（C）Ly6 陽性マクロファージ（上段）および好中球（下段）果が見られなかったことから、創傷治癒の促進効果を期待くことで、UVB-skin Treg を介した治癒効果を高めるこする場合、紫外線照射のタイミングは極めて重要であることが期待できる。

とが示唆された。炎症性サイトカインの産生は、炎症期を

日常生活を送る中で皮膚が創傷を受ける機会は多い。創持続させ、治癒過程を遅延させる。紫外線照射により誘導

傷部位を素早く修復するだけでなく、瘢痕を残さずに治癒される炎症性サイトカイン遺伝子の発現は数日経過した後させることに対する世間一般の関心は非常に高い。皮膚のに起こることから、創傷治癒過程の炎症期に重なって、紫創傷治癒は、単に皮膚機能を正常化させることだけでなく、外線によって急性炎症反応が高まることが原因ではなく、美容面や精神状態の健全性にまで影響する点で重要である。

傷を受ける際に Treg の集積が十分に起きていないためで

もともとヒトは他の生物と比較して傷が治りにくいといわあると考えられた。一方、紫外線照射して 6 日経過後に傷れるなか、創傷治癒過程を遅延なく進行させることを目指を作製するモデルでは、紫外線照射により炎症性サイトカ

して、創傷の種類に応じた様々な治療が行われている。しインの産生が起こると同時に Ly 6 C 陽性マクロファージやかし、外用薬や湿潤療法などの効果には限界があるため、好中球が創傷部位で増加することから、傷の作成時に皮膚皮膚の修復メカニズムの理解に基づいて、分子レベルでのの炎症反応がすでに起こっていることになる。Treg の除制御により、早くきれいに治す治療方法の開発が求められ去によりサイトカイン産生がさらに増強したことは、紫ている。本研究は、免疫機能の制御により、治癒能力を増

外線照射により増加した活性化 UVB-skin Treg は並行し強する方法を見出すことを目指している。紫外線で誘導さて誘導される炎症反応に対して抑制的に働いているものの、れる UVB-skin Treg を介した創傷治癒の促進機序を明ら作用が十分ではないことを示唆する。また、CD 8 陽性 T

かにすることにより、皮膚のバリア機能を早期に回復させ細胞の活性化は Treg を介して抑制されていた。創傷治癒ることに加え、外見に影響する瘢痕の形成を抑えた治療法

における CD 8 陽性 T 細胞の役割はよくわかっていないが、の開発につながる知見を得られる可能性がある。

IFN-γ の産生によって炎症を持続させることにより負に働くことが予想される。紫外線によるこれらの影響を取り除− 113 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

（引用文献）

Regulatory T cells in skin injury: At the crossroads of1） Gurtner, G. C., Werner, S., Barrandon, Y. & Longaker,

tolerance and tissue repair. Sci Immunol 5,（2020）

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Photoimmunology: how ultraviolet radiation affects the314‒321（2008）
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immune system. Nat. Rev. Immunol. 7 6, 6 5 9 1‒6 5 1 4

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function. Am. J. Pathol. 178, 19‒25（2011）

7） Yamazaki, S. et al. Ultraviolet B-Induced Maturation+

3） Shime, H. et al. Proenkephalin regulatory T cellsof CD11b-Type Langerin- Dendritic Cells Controls the

expanded by ultraviolet B exposure maintain skin

Expansion of Foxp3 Regulatory T Cells in the Skin. J.

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Sci. U. S. A. 117, 20696‒20705（2020）+

8） Yamazaki, S. et al. Homeostasis of thymus-derived+4） Muñoz-Rojas, A. R. & Mathis, D. Tissue regulatory

Foxp3 regulatory T cells is controlled by ultraviolet B

T cells: regulatory chameleons. Nat. Rev. Immunol. 21,

exposure in the skin. The Journal of Immunology 193,

597‒611（2021）

5488‒5497（2014）5） Boothby, I. C., Cohen, J. N. & Rosenblum, M. D.

− 114 −

皮膚老化・美容に関わる生体内ヒアルロン酸代謝機構の解明
東京慈恵会医科大学病理学講座

下田将之

Hyaluronic acid (HA) is a type of extracellular matrix (ECM) composed of linear glycosaminoglycans, which are present
in tissues and body fluids and are actively involved in tissue formation and homeostasis. The mechanism of hyaluronan
metabolism is of great importance in understanding the tissue microenvironment in pathological tissues. However, thelandscape of the in vivo hyaluronan-degradation system has not yet been elucidated. In this study, we investigated the roleof HYBID (HYaluronan-Binding protein Involved in hyaluronan Depolymerization) that plays a central role in hyaluronandegradation in vivo, and to elucidate the role of the HYBID-HA degradation system in skin and intestinal homeostasis,aging, and biological defense using Hybid-deficient mice. The results of this research are significant in that they may provide
new insights into skin and intestinal homeostasis, aging, and biological defense, contributing to the search for new anti-aging
and anti-inflammatory drugs focusing on the HYBID-HA degradation system.

1．緒など問題点も多く、これまで生体内 HA 代謝系の全貌は不言明であった。申請者所属の研究室では、本仮説に代わる生ヒアルロン酸（Hyaluronic acid =HA）は、グリコサミノ

体内 HA 分解に中心的役割を果たす新規糖鎖分解酵素としグリカンからなる細胞外マトリックスの一種で、組織や体て HYaluronan-Binding protein Involved in hyaluronan

液中に存在し、組織形成や恒常性維持に重要な役割を担っ

Depolymerization（HYBID; 別名 KIAA 1199）を世界に先駆ている。高分子量 HA は皮膚、硝子体、関節滑液、軟骨組

けて見出し、皮膚線維芽細胞および変形性関節症の滑膜線織などに高濃度で含まれており、皮膚では老化に伴う HA

維芽細胞で HA 分解に必須であることを実証した 1）。さらの合成低下および分解による低分子化がシワやたるみの形に、代表研究者が中心となって Hybid 遺伝子欠損マウスの成と深く関連していることが報告されている。また、低分開発に成功し、骨端板での高分子 HA 蓄積により VEGF 誘

子化した HA は種々のシグナルカスケードを惹起して血管導性血管新生が抑制されることを示すとともに 2）（図 1）、新生や炎症を促進することが知られていることから、皮膚

ヒト変形性関節症での関節軟骨では TNF-α で過剰発現し組織における HA 代謝メカニズムの解明は高齢者の皮膚健た HYBID が関節軟骨 HA 分解に関わることを証明してき康維持・美容・老化防止において必須と考えられるものの、た 3）。Hybid 遺伝子欠損マウスでの実験では、HA が海馬

生体内における HA 分解機構の詳細なメカニズムについて

における神経幹細胞維持に重要であり、HA 代謝異常で記は十分解明されていないのが現状である。

憶障害が出現することも明らかにしており 4 , 5）、これらのデ本研究テーマである HA 代謝研究は歴史が古く、ヒトでータは HYBID が生体内での高分子 HA 分解に深く関与しは こ れ ま で に 6 つ の HA 分 解 酵 素（ 様 ）遺 伝 子（HYAL 1ている可能性を示唆している。また、共同研究者の岡田ら（hyaluronidase 1），HYAL 2 , HYAL 3 , HYAL 4 , HYALP 1 ,SPAM 1）が見出されている。現在までに提唱されている
HA 分解仮説モデルとして，CD 44（HA 受容体）と 2 種類の HA 分解酵素（HYAL 1 および HYAL 2）が共同的に働くという CD 44 /HYAL 1 /HAYL 2 -HA 分解仮説が有力であるが、CD 44 /HYAL 2 /HYAL 1 -HA 分解系は線維芽細胞
では十分機能しないほか、Hyal 1 あるいは Hyal 2 遺伝子欠損マウスでは組織での顕著な HA の蓄積が認められない

Involvement of hyaluronic acid metabolism in skin aging and cosmetics
Masayuki Shimoda
Department of Pathology, The Jikei
University School of Medicine− 115 −

図1

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

は光老化皮膚シワ形成に真皮での HYBID 発現亢進による
HA 分解・減少が重要であることを示しているとともに

6 , 7）、③HYBID-HA 分解系を標的とした抗皮膚老化薬の探
索：

早老症の一つである Werner 症候群の患者皮膚線維芽細胞

本項目では、これまで同定した数種の HYBID 阻害候補

は HYBID を高発現し、HA を低分子化し、血中や尿中に物質を用いて、DSS 誘導性腸炎に対する薬効を評価した。

低分子化 HA が高濃度で蓄積することから

8 , 9）、HYBID に

具体的には、DSS 投与中の野生型マウスに HYBID 阻害候

よる HA 分解が皮膚を含む生体内での老化機序に深く関わ補物質を持続的に経肛門投与し、体重減少の改善および腸っていることが推測される。

管内 HA 蓄積量を比較・検討した。

本研究では、Hybid 遺伝子欠損マウスを用いて、皮膚の３．結恒常性維持・美容や老化現象に関わる HYBID-HA 分解系

果

未だ十分に解明されていない皮膚の恒常性維持・美容・老①Hybid遺伝子欠損マウスを用いた加齢と皮膚表現
型およびHA代謝解析：

化現象の理解に新知見を提供するとともに、HYBID-HA

生後早期の幼若 Hybid 遺伝子欠損マウスでは、皮膚真皮

分解系に着目したこれまでとは異なるアプローチによる新内に高分子 HA 蓄積増加が見られる（図 2）。また、これましい皮膚老化防止医薬の探索、コスメトロジーの進歩・発での実験では、野生型と Hybid 遺伝子欠損マウスの寿命に展、さらには国民の健康維持・増進に貢献する可能性があは大きな差は見られないものの、加齢に伴いマウスの皮膚る点で研究意義があると考えている。

形状や体重に違いが見られ、組織学的に皮下組織内 HAの役割を明らかにすることを目的とする。本研究成果は、

２．方

代謝と脂肪生成との関連を見出し、さらに研究を継続して法いる。

損マウスを用いた加齢と皮膚表現型および HA 代謝解析」、②HYBID-HA分解-脂肪細胞分化制御と生体防御作
用機序の解析：Ⅱ「皮膚老化における HYBID-HA 分解系を介した皮下脂

野生型および Hybid 遺伝子欠損マウスを用いて、上皮バ

肪生成制御の解析」、Ⅲ「HYBID-HA 分解系を標的とした

リア破綻をきたす黄色ブドウ球菌表皮感染モデルを用いた皮膚恒常性維持・抗皮膚老化薬の探索」を立てて、計画を解析では、HYBID-HA 分解系が脂肪細胞分化を制御し細遂行している。

菌感染防御に関わることを報告した 10）。一方、ヒト潰瘍①Hybid遺伝子欠損マウスを用いた加齢と皮膚表現
型およびHA代謝解析：性大腸炎のマウスモデルである DSS 誘導性大腸炎モデル

本研究では、以下の３主要研究項目 Ⅰ「Hybid 遺伝子欠を用いた解析では、Hybid 遺伝子欠損マウスは野生型マウ

本項目では、幼若・高齢 Hybid 遺伝子欠損マウスの皮膚スと比較して体重減少が軽度であるとともに、生存率の改形状やその組織学的な形態変化を明らかにするとともに、善傾向が認められた。組織学的解析では、Hybid 遺伝子欠

皮膚老化に関わる各種遺伝子発現解析を行い、HYBID と損マウスにおいても大腸に潰瘍性病変が見られたものの、皮膚老化との関連を解析した。また、免疫染色法などを用

腸管組織内の HA 蓄積量の増加や炎症細胞浸潤数に変化がいて、HYBID 発現細胞の同定や HA 沈着部局在解析を行った。また、老化では皮下組織の菲薄化や皮下脂肪の減少が見られ、たるみが生じることが知られているが、高齢
Hybid 遺伝子欠損マウスでの皮下組織内 HA 代謝と脂肪生成との関連について解析を行った。

②HYBID-HA分解-脂肪細胞分化制御と生体防御作
用機序の解析：
本項目では、野生型および Hybid 遺伝子欠損マウスを用いて、上皮バリア破綻をきたす黄色ブドウ球菌表皮感染モ
デルあるいは DSS 大腸炎モデルを作製し、炎症の重症度、皮下組織あるいは粘膜下層の脂肪組織変化や上皮バリア機能等を比較・検討した。また、炎症組織中の HA 量・分子
量を ELISA や HPLC 法を用いて解析するとともに、免疫染色法や real-time PCR 法を用いて、HYBID-HA 分解系による脂肪細胞分化制御と生体防御機序との関連を検討した。
図2− 116 −

幼若マウスの皮膚皮膚老化・美容に関わる生体内ヒアルロン酸代謝機構の解明認められた。また、高分子蛍光標識デキストラン（FITC-

出すとともに、上皮バリア破綻をきたす黄色ブドウ球菌表

Dextran）の腸管から血中へのトランスロケーションを用

皮感染モデルを用いて、HYBID-HA 分解系が脂肪細胞分

いた腸管透過性評価では、Hybid 遺伝子欠損マウスでは化を制御し細菌感染防御に関わることを明らかにした。ま

DSS投与後も上皮細胞障害および腸管バリア破綻が抑制さた、ヒト潰瘍性大腸炎のマウスモデルである DSS 誘導性

れていることが示された。さらに、DSS 誘導性大腸炎組織

大腸炎モデルおよびヒト潰瘍性大腸炎手術検体を用いて、およびヒト潰瘍性大腸炎手術検体を用いた組織学的な検討

HYBID-HA 分解系が大腸炎進展に寄与することを見出しから、HYBID は主に間質細胞に発現していることを見出た。腸管内脂肪組織代謝変化が大腸炎の進展や腸内細菌叢した。Hybid 遺伝子欠損マウスおよび野生型マウスより間変化に影響を与えている可能性も考えられる。一部の質細胞を単離・培養し、ゲル濾過カラムを用いて培養上清

HYBID阻害候補物質が DSS 誘導性大腸炎マウスモデルに中の HA 蓄積量・分子量を解析すると、Hybid 遺伝子欠損

おける体重減少の改善および腸管内 HA 蓄積量の増加傾向

間質細胞ではより高分子量 HA が培養上清中に蓄積してを誘導することから、本物質は抗炎症性作用を有しているいる傾向が認められた。以上の結果から、HYBID-HA 代可能性が考えられる。今後さらに詳細な解析を進めていく

謝系が大腸炎の進展に寄与している可能性が示唆された。

予定である。

③HYBID-HA分解系を標的とした抗皮膚老化薬の探索：

現在高分子 HA は変形性関節症治療薬剤、皮膚シワ改善

本項目では、HYBID 阻害候補物質の DSS 誘導性腸炎に用注射剤などとして実用化されており、細胞外マトリック

対する薬効を評価した。DSS 投与中の野生型マウスに数種

ス成分の中では実用化に成功した分野である。従って、生の HYBID 阻害候補物質を持続的に経肛門投与し比較・検理的・病的状態において多岐にわたる作用を発揮すること討したところ、一部の植物抽出物に関して、コントロールが示唆される HYBID-HA 分解系機構の解明は、生理的現マウスと比べて、体重減少の改善および腸管内 HA 蓄積量

象のみならず、炎症や癌を含めた様々な疾患の治療や予防の増加傾向が認められた。今後、さらに HYBID 阻害候補に役立つ可能性があると考えられる。今回見出した in

物質を野生型マウス皮膚に定期的に塗布後皮膚形状やそのvivo における HYBID 阻害候補物質に関しても、HA 分解

組織学的な形態変化などを解析し、皮膚のシワ・たるみ形が関わる炎症や老化などに対する新規創薬となりうる可能成を抑制する予防的な抗皮膚老化医薬としての可能性を検性がある。生理的・病的組織での HYBID-HA 分解機序の討する予定である。

解明は、今後様々な分野の疾患の理解にインパクトを与え、

４．考HA 代謝制御に基づく治療法開発の基礎的データとなりう察る可能性があると考えている。

HA は、グリコサミノグリカンからなる ECM の一種で、

５．総組織や体液中に存在し、組織形成や恒常性維持に深く関わ括っている。近年 ECM の分解産物が腫瘍進展などに関わる

皮膚真皮の主要な細胞外マトリックス成分である HA は、分子として注目されており、低分子 HA はその代表的分子

その優れた保水性・粘弾性・膨潤性や生体適合性（安全性）として知られている。ハダカデバネズミにおいて高分子の高さが注目され，化粧品だけでなく，変形性膝関節症やHA は発がん抑制に関与する一方で、低分子化した HA は

肩関節周囲炎の治療を目的とした関節内注射薬、内視鏡的種々のシグナルカスケードを惹起して血管新生や炎症を促

粘膜下組織切除術時の粘膜隆起剤、白内障手術補助剤にも進することが知られており、生体内における HA 産生・分応用されている。また、シワの改善やリフトアップを目的

解は組織内微小環境を理解する上で非常に重要と考えられとした HA 注入が美容医療分野でも広く実施されているこる。近年研究代表者所属の研究室では HA 分解に中心的役とから，近年その知名度は老若男女を問わず高まっており、

1）割を果たす新規糖鎖分解酵素として HYBID を同定し 、細胞外マトリックス成分の中でも大きく実用化に成功した研究代表者が中心となって Hybid 遺伝子欠損マウスの作製分野といえる。しかしながら，HA の生体内での代謝機構に成功した。Hybid 遺伝子欠損マウスは外見上の大きな異は今なお神秘のベールに包まれており，基本的な HA の分常は示さないものの、長管骨の骨端板肥大軟骨層延長や記解を担う分子実体すら十分に明らかにされていないのが現

憶障害をきたし、そのメカニズムとして、HYBID が生体状である。近年申請者らが明らかにした HYBID が司る新内での HA 代謝において中心的な役割を果たしている可能規の生体内ヒアルロン酸分解機構はこれまで立ち遅れてい2）性を見出している 。さらに、近年 Hybid 遺伝子欠損マウ

た HA 分解研究の急展開を引き起こす可能性が十分に考えスを用いて、マウス変形性関節症モデルの作製・検討を行られる。従って、我々が独自に解析を進めている HYBID-い、HYBID が関節軟骨破壊における HA 分解に関わるこ

HA 分解機構解明は HA 研究分野で注目されているきわめ

11）。本研究では、高齢 Hybid 遺伝子欠て重要な課題であり、阻害剤探索・開発研究はなお挑戦的

損マウスでの皮下組織内 HA 代謝と脂肪生成との関連を見研究ではあるが、成功すれば基礎・臨床医学研究に留まらとを証明してきた− 117 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

ず、コスメトロジーへのインパクトも大きいと考えられる。

5） Yoshino Y., Shimazawa M., Nakamura S., Inoue S.,

また、生理的・病的状態において多岐にわたる作用を発揮

Yoshida H., Shimoda M., Okada Y., Hara H. Targeted

することが示唆される HYBID-HA 分解系機構の解明は、deletion of HYBID（hyaluronan binding protein in-

皮膚の健康維持・老化防止のみならず、生活習慣に関連しvolved in hyaluronan depolymerization/KIAA1199/

た癌、関節疾患、神経疾患などの様々な疾患の治療や予防

CEMIP）decreases dendritic spine density in the den-に役立つ可能性があると考えられる。今回の研究において、tate gyrus through hyaluronan accumulation. Biochem

一部の植物抽出物が腸炎における HA 代謝を制御する可能Biophys Res Commun 503: 1934-1940, 2018.

性を見出したことから、今後皮膚老化を予防する新規医薬

6） Yoshida H, Nagaoka A, Komiya A, Aoki M, Nakamu-となりうるかについても検証を行い、皮膚のシワ・たるみ

ra S, Morikawa T, Ohtsuki R, Sayo T, Okada Y, Taka-

形成を抑制しうる新たな抗皮膚老化薬・化粧品としての可hashi Y. Reduction of hyaluronan and increased ex-

能性を検討したいと考えている。

pression of HYBID（alias CEMIP and KIAA1199）（引用文献）J Dermatol 179: 136-144, 2018.

correlate with clinical symptoms in photoaged skin. Br
1） Yoshida H, Nagaoka A, Kusaka-Kikushima A, et al.

7） Yoshida H., Komiya A., Ohtsuki R., Kusaka-Kikushi-

KIAA1199, a deafness gene of unknown function, is ama A., Sakai S., Kawabata K., Kobayashi M., Nakamura

new hyaluronan binding protein involved in hyaluro-S., Nagaoka A., Sayo T., et al. Relationship of hyaluro-nan depolymerization. Proc Natl Acad Sci USA 110:nan and HYBID（KIAA1199）expression with rough-612-5617, 2013.

ness parameters of photoaged skin in Caucasian wom-2） Shimoda M, Yoshida H, Mizuno S, et al. Hyaluronanen. Skin Res Technol 24: 562-569, 2018.

binding protein involved in hyaluronan depolymeriza-

8） Michishita E, Garcés G, Barrett JC, Horikawa I. Up-tion controls endochondral ossification through hyal-regulation of the KIAA1199 gene is associated withuronan metabolism. Am J Pathol 187:1162-1176, 2017.

cellular mortality. Cancer Lett 239: 71-77, 2006.

3） Shimizu H, Shimoda M, Mochizuki S, et al. Hyaluro-9） T Nakamura, et al., Hyaluronate synthesized by cul-

nan-binding protein involved in hyaluronan depolymer-

tured skin fibroblasts derived from patients with Wer-

ization is up-regulated and involved in hyaluronan deg-

ner’s syndrome. Biochim Biophys Acta 1139, 84-90,

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10）Dokoshi T, Zhang LJ, Li F, Nakatsuji T, et al. Hyal-

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Yoshida H, Inoue S, Shimoda M, Okada Y, Hara H. Dis-against staphylococcus aureus skin infection. Cell Rep

tribution and function of hyaluronan binding protein

30:61-68.e4, 2020.

involved in hyaluronan depolymerization（HYBID,11）Momoeda M, de Vega S, Kaneko H, et al. Deletion of

KIAA1199）in the mouse central nervous system. Neu-

hyaluronan-binding protein involved in hyaluronan de-roscience 347: 1-10, 2017.

polymerization（HYBID）results in attenuation of osteoarthritis in mice. Am J Pathol 191: 1986-1998, 2021.

− 118 −

ヒアルロン酸とデスモソームタンパクとの新規結合が皮膚機能に及ぼす影響の解明
大阪公立大学医学研究科病態生理学

高杉征樹

Hyaluronan (HA), a linear polysaccharide and a major component of the extracellular matrix, plays a role in supporting tissue structure and regulating cellular signaling pathways depending on its size. Here, we identified proteins that areassociated with HA in the extracellular space and found that desmosome proteins, especially desmoplakin, were associatedwith HA. Our results suggest that HA is associated with desmoplakin in the blood, where HA is partially degraded. However, although such low molecular weight (LMW) HA is considered to be pro-inflammatory based on many in vitro studies,mouse transplanted with LMW-HA-releasing capsule did not show any differences in the transcriptome of liver, kidney, andspleen after 1 week of transplantation. In order to reveal the role of association between HA and desmoplakin, we need tounderstand the function of LMW HA and thus we generated transgenic mouse that has extra copy of hyaluronan synthase 2(HAS2) gene. Long-term evaluation of this transgenic mouse will lead to understanding of the function of LMW-HA in the
blood, and will ultimately allow us to investigate the role of association of hyaluronan and desmoplakin.

1．緒れ、表皮の細胞接着に重要な役割を果たし、HA 同様皮膚言中に多く存在している事が知られている。細胞内においてヒアルロン酸（Hyaluronan：HA）は直鎖状のグリコサミ

デスモプラキンはデスモコリンやデスモグレインといった

ノグリカンで細胞外マトリックスの主要な構成要素の一つ

細胞接着分子と中間径フィラメントを結びつける役割を果であり、高分子ポリマーとして主に皮膚・筋肉・支持組織

たしている。このようにデスモプラキンは主には細胞内で中に存在している。これらの高分子 HA は高い保水作用を機能すると考えられているものの、一方で意義は不明なが有し構造的な役割を果たすだけでなく、CD 44 などの受容らデスモプラキンが細胞外マトリックス中にも存在する事体との結合により制御されるシグナル伝達を介して様々なが確認されている 2）。細胞外に放出されたデスモプラキン

細胞機能を調節している。HA は肌に弾力を与える成分とが多量体化する場合、デスモプラキンを介して HA が架橋して、既に化粧品や美容品に広く用いられている物質であされ、その事によって HA の大きさが変化し機能にまで変り、その保水作用に留まらない複雑な生理作用が詳細に解化が生じる可能性が考えられる。また基本的に細胞内に存明されれば HA の利用を最適化し、これを含む化粧品や美在するデスモプラキンが一部細胞外にも存在しているよう

容品の改善に繋げていく事が可能となる。重要な事に、に、通常細胞外に存在するヒアルロン酸についても一部細

HA が細胞に及ぼす機能はそのポリマー長（分子量）に大き

胞内に存在している事が報告されている 3）。したがって、く依存する。

細胞内における HA とデスモプラキンなどのデスモソーム

しかし、ヒアルロン酸の大きさを規定するのは、単一の構成タンパクとの結合がデスモソームの形成や機能に影響

ヒアルロン酸分子のポリマー長だけではない事が近年明らを及ぼしている可能性も考えられる。そこで本研究では細かになりつつある。生体内の細胞外マトリックス中の HA

胞外マトリックスにおけるタンパク質との相互作用に基づ

1）はタンパク質による架橋を受ける場合があり 、したがっく HA の機能調節の実態、および細胞内の HA の意義を明て HA とタンパクの相互作用を包括的に捉える事が HA のらかにし、それらの皮膚機能との関係を解明する事を目指

生体機能を正しく理解する上で重要である。我々は細胞培した。

養上清において HA と結合する細胞外マトリックス成分を

２．方

質量分析により初めて網羅的に解析し、デスモソーム構成
因子、特にデスモプラキンが強く HA と結びついている事を見出した。興味深い事にデスモソームは接着斑とも呼ば

法

2. 1. HEK293T細胞の培養とトランスフェクション
HEK 293 T 細胞は ATCC より入手し、10 % FBS を含む
DMEM の中で 37 ℃、5 % CO 2 の条件下で培養を行った。

Investigation of the role of associationof hyaluronan and desmosome proteinson skin function
Masaki Takasugi
Department of Pathophysiology, Osaka
Met ropolita n University Graduate
School of Medicine

デ ス モ プ ラ キ ン 発 現 ベ ク タ ー は、HEK 293 T 細 胞 よ り
KOD FX DNA ポリメラーゼ（TOYOBO）を用いてクローニングしたデスモプラキン遺伝子を In Fusion kit（Takara）に
よって pEF vector に組み込んだものを使用した。pEF3 xFLAG -デスモプラキンはPEI-Maxを用いてHEK 293 Tにトランスフェクションし、トランスフェクション後 48~72− 119 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

時間の細胞をスクレーパーで剥がして 1 % Triton buffer にタンパク質を 10 種類同定した。最も HA との結合量が多溶解して細胞ライセートを調製した。

い（質量分析で多く検出された）タンパク質はデスモソームの重要な構成因子であるデスモプラキン（DESP）であり、2. 2. ELISAによるHAとデスモプラキンの結合の解析

驚いた事に同定した 10 種類のタンパク質中 4 種類のタンマルチソープ 96 ウェルプレートに 10 mg/ml、100 µl のパク質がデスモソームの構成因子であった（DESP、PLAK、

LMW-HA または PBS を分注し、16 時間静置しコーティ

DSC 1、DSG 1）。HA との結合量が 2 番目に多いタンパクングを行った。0 . 02 % TBST で１回洗浄後、2 ％ milk/ 2 %質は既に HA と結合する事が報告されている ITIH 2 であTriton-X 100 100 µL を加え 4 ℃で 16 時間ブロッキングをった事から、本実験は HA と結合するタンパク質を確かに行った。pEF- 3 xFLAG -デスモプラキンをトランスフェ

回収する事ができていると考えられる。したがってこれらクションした HEK 293 T をスクレ ーパーで 剥 がして 2 ％の結果から細胞外マトリックスにおいて HA がデスモソー

tritoni bufferに溶解したライセート（タンパク質濃度 0 . 13 mg/

ム構成タンパク質、特にデスモプラキンと相互作用していml）に HRP-conjugated anti-FLAG antibody（SIGMA）をる事が強く示唆された（図 1 A、B）。デスモソームは細胞

1 : 1000 倍希釈で添加し 4 ℃で 16 時間反応させたものをサ

内において他のデスモソーム構成タンパクとの結合を介しンプルとし、これをブロッキング液を除いた 96 ウェルプレて局所に集積する事が知られており、同様な集合・多量体

ートに 100 µl 加えた。４℃で２時間反応させ、2 ％ Triton

化が細胞外でも起こっているとすれば、そこに結合する

buffer で 4 回洗浄を行ったのち、ECL mixture 100 µl を加HA も架橋されるものと予想される（図 1 C）。
しかしながら、1 回の質量分析の結果だけでは、実験者

え、発光を計測した。

３．結の手指上にも多く存在し実験環境におけるコンタミネーシ

果ョンのリスクが比較的大きいと考えられるデスモプラキン

ヒトの皮膚の中でヒアルロン酸が細胞外マトリックス中が本当に HA と結合しているかどうかを結論する事はでき

でどのようなタンパク質と相互作用しているのかを明らかないと考えられた。そこでデスモプラキンと HA との結合にするため、まず広範に使われる細胞株である正常ヒト線を裏付けるため、HEK 293 T 細胞にデスモプラキン発現プ

維芽細胞 IMR 90 を通常の EMEM 培地中で培養し、そこにラスミドをトランスフェクションしデスモプラキンを一過

ビオチン標識した HA を加えて 24 時間培養を続けた後、的に過剰発現させ、そのライセートをビオチン標識 HA と培地中でビオチン標識 HA に結合しているタンパク質を回混合した後、ビオチン標識 HA とそれに結合するタンパク

収・同定する事を試みた。培地中のビオチン標識 HA とそ

質をストレプトアビジン標識マグネットビーズとマグネッれに付随するタンパク質はストレプトアビジン標識マグネ

トスタンドを用いて回収した。回収されたタンパク質をウットビーズとマグネットスタンドを用いた沈降法によってェスタンブロットにより解析したところ、デスモプラキン

回収し、回収されたタンパク質は質量分析によって同定しが回収されている事が確認され（図 2 A）、したがって質量た。コントロールとしてビオチン標識 HA でなく同量のビ分析の結果を裏付ける事ができた。次に、両者の結合がオチンのみを加えて実験を行った結果、コントロールで検HA に付加したビオチンに由来する実験的アーティファク

出されずビオチン標識 HA を用いた場合にのみ検出される

トでない事を確認するために、ストレプトアビジンビーズ

図1

HAと細胞外マトリックスタンパクとの結合− 120 −

ヒアルロン酸とデスモソームタンパクとの新規結合が皮膚機能に及ぼす影響の解明を用いた共沈降実験はなく、プラスチックプレートに無標的に有意に発現レベルが変化している遺伝子はなんと一つ識の HA を吸着させ、そこにデスモプラキンを過剰発現さも認められなかった。しかしながらこの結果は必ずしも血せた HEK 293 T 細胞のライセートを反応させた。プレート

中小分子 HA とそのデスモプラキンに対する結合が無意味

上の HA にトラップされたデスモプラキンの量を ELISAである事を意味していない。そこで、1 週間の間だけ血中により調べたところ、無標識の HA であってもデスモプラ

小分子 HA のレベルを上昇させてその影響を見ようとする

キンと結合をする事が確認できた（図 2 B）
。最後に、デスのではなく、ヒアルロン酸合成酵素 HAS 2 をコードする

モプラキンがどのようにして細胞外マトリックスに現れる遺伝子を余分に持ち、血中を含め全身で HA レベルが恒常のかを調べるため、最初に実験に用いた IMR 90 の遺伝子的に上昇している HAS 2 トランスジェニックマウスを大発現プロファイルを RNA-Seq により確認したところ、そ阪大学 発生工学研究会の助力を得て作出した。現在、もそもこの細胞は全くデスモプラキンを発現していない事

HAS 2 トランスジェニックマウスの複数の組織で HAS 2が分かった。実は、培養上清中のデスモプラキンは FBS

遺伝子の発現レベルが野生型のマウスに比べ確かに上昇し由来のものであり、マウスの血清にも同様に多量のデスモている事の確認を終え、本トランスジェニックマウスを利プラキンが含まれている事が確認できた。実はヒトにおい用した実験の展開に向けて交配によりマウスを増やしていても、腸で発現するデスモプラキンが血中に流れ込む事がる最中である。今後、本マウスが寿命を迎えるまで飼育し、過去に報告されている 。したがって、HA とデスモプラ

老化、寿命、その他様々な生理機能について評価を進め、キンの結合はデスモソーム中のデスモプラキンが豊富な皮まずは血中性分子 HA を含む HA の生体内の機能について

膚など一部の組織に限局して起こっているのではなく、血評価を進め、その後改めてその機能が HA とデスモプラキ

管の通う全身の組織で起こっているものである事が考えら

ンとの結合によってどのように影響されるかを調べていくれた。血中の HA は基本的に組織中で生産された HA が部事を予定している。

4）

分的に分解されて生じた比較的分子量の小さいものである

４．考事が知られており、そのような分子量の小さな HA はしば察

しば細胞に対して炎症応答を促進させる作用を発揮する事

本研究を通じて、HA とデスモプラキンの結合を裏付けが報告されている。そこで、血中の小分子 HA とデスモプる事ができたという点においては一定の成功を収める事がラキンとの相互作用の生理的意義を探るにあたり、まずはできたと考えられるものの、デスモプラキンが主に結合し血中小分子 HA そのものが生体に及ぼしている影響を評価ていると考えられる血中小分子 HA については、それ自体する事とした。この事を目的として、内容物を徐放する小の機能を十分に捉える事ができておらず、今後トランスジ型の Alzet 浸透圧ポンプに高濃度の小分子 HA を含む PBSェニックマウスを使った多面的な評価をじっくり進めていを満たし、マウスの背部に埋め込み、1 週間後に解析を行く必要があり、その結果 HA とデスモプラキンの結合が持った。マウスの生体内において小分子 HA を代謝する役割

つ生理機能の解明という本研究の最終目標については、目を担っている肝臓、腎臓、脾臓について、小分子 HA を投標に向けて進み続ける事はできているものの、その都度ゴ与したマウスと PBS だけを投与したマウスそれぞれ 4 個

ールポストが遠のくといった具合で、まだまだ時間がかか体の遺伝子発現プロファイルを RNA-Seq により比較したってしまうものと思われる。とはいえ、細胞外マトリック

ところ、HA の投与により血中の HA レベルは持続的に 2

ス中のデスモプラキンの由来が血中由来であったことは、倍程度に上昇している事が確認されたにも関わらず、統計

HA とデスモプラキンの相互作用が皮膚に限らず全身性に

図2− 121 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

起こりうる事を意味するものであり、本研究の波及効果を週間にわたり 2 倍程度まで高めただけでは、肝臓や腎臓、高めるものであると考えられる事から、予想外の遅延を生

脾臓の遺伝子発現プロファイルには影響が認められず、しじているとはいえ、研究の有益性が損なわれているというたがって血中小分子 HA 自体がそもそも生体内でどのよう訳ではないと考えられる。また血中小分子 HA のレベルはな働きをしているのかが不明なままで、現状血中小分子

ヒトでもマウスでも加齢に伴い大幅に増加していく事が知HA にデスモプラキンが結合する事の意義を問えずにいる。

られており、少なくとも in vitro では小分子 HA の炎症促

しかしながらその解明に向けて既に HAS 2 トランスジェ

進作用が多くの研究室で確認されている事から、血中小分

ニックマウスを作出しており、今後このマウスを用いてま子 HA の生体内における機能と、それが血中小分子 HA とずは長期の血中小分子 HA レベルの上昇がもたらす影響をデスモプラキンとの結合によってどう調節されるかを明ら解明し、次いでその影響が HA とデスモプラキンとの結合

かにする事ができれば、高齢化社会が進む中で重要性が高によってどのように調節されるかを明らかにしていく予定

まりつつある抗加齢医学の発展にも寄与できる可能性が考である。

えられる。今後 HAS 2 トランスジェニックマウスを用い血中小分子 HA レベルが長期にわたって上昇した場合にマ（引用文献）

ウスに生じる影響を明らかにし、それに基づいて血中小分

1） Lesley et al. TSG-6 modulates the interaction be-

子 HA の機能がデスモプラキンとの結合によりどのように

tween hyaluronan and cell surface CD44. J Biol Chem

影響されるかを評価していく。

５．総

279, 25745-54（2004）
2） Schiller et al. Time- and compartment-resolved pro-括

teome profiling of the extracellular niche in lung injury

本研究を通じて細胞外の HA が同定しているタンパク質and repair. Mol Syst Biol 11, 819（2015）を明らかにし、HA が特にデスモプラキンを始めとするデ

3） Skandalis et al. Intracellular hyaluronan: Importance

スモソーム構成タンパクと結合している事が複数の実験か

for cellular functions. Semin Cancer Biol 6 2, 2 0-3 0

ら裏付けられた。当初の予定と異なり HA とデスモプラキ（2020）

ンの結合は皮膚などの局所ではなく主に血中で起こってい4） Yau et al. Serological Epithelial Component Proteins

る事が示され、当研究の波及効果の高さが示唆された。しIdentify Intestinal Complications in Crohnʼs Disease.

かしながら、血中小分子 HA は in vitro の実験からは炎症

Mol Cell Proteomics 16（7），1244-57（2017）促進作用が示されているものの、そのレベルを生体内で 1− 122 −

脂肪細胞移植治療応用に資する脂肪細胞多様性の単一細胞解析とエピジェネティクス制御を介した脂肪細胞機能調整法の開発
千葉大学大学院医学研究院分子病態解析学

田中知明

With the advent of single cell analysis, it has become possible to understand the characteristics of diverse cell populations and differences in molecular biological properties of individual cells in an integrated manner, which could not be
captured by conventional bulk analysis. On the other hand, we have studied the mechanisms of adipocyte aging, functionaland epigenetic regulation through bulk NGS analysis of human adipose tissue, with the aim of applying our findings to thedevelopment of innovative therapeutic methods for adipose transplantation. Indeed, we have also shown that fractionationof undifferentiated mesenchymal cells, including adipocyte progenitors, in adipose tissue by a ceiling culture method maylead to improved transplantation rates, and that differences in epigenetics including CpG DNA methylation and H3K4me3 in
PPARG promoter have been shown to produce differences in cellular function and adipogenic differentiation potential. However, tissue-derived cell populations showed greater diversity than expected, limiting previous bulk analysis alone. Here, we
performed FACS and single-cell RNA sequencing analysis (scRNA-seq) of human subcutaneous adipose tissue to investigate the cellular lineage diversity of and their molecular basis. FACS analysis identified DPP4+/CD34+ fractions, a progenitor marker of adipocytes, and that of the total number of adipocytes , 74.9% were detected. UMAP by scRNAseq classified
adipose tissue into nine clusters. The CD34+/PDGFRA/B+ mesenchymal cell population, including adipocytes, was classified
into four subclusters, one of which was the DPP4+ adipocyte progenitor. Gene Ontology analysis with differentially expressed genes, specifically expressed in each cluster, demonstrated that the differences in each cluster characteristics wereenriched while having commonality as mesenchymal cells. Thus, these results indicate that scRNA-seq using human adipose
tissue can reveal the cellular diversity and molecular biological characteristics of subcutaneous adipose tissue-derived cells,
and that detailed analysis of the diverse subclusters may detect the underlying molecular mechanisms that regulate differentiation induction efficiency.

1．緒

能性を示してきた 1 , 2）。さらに、そのメカニズムとして、

言

PPARG promoter に お け る CpG の DNA メ チ ル 化 や

脂肪組織を含めて生体組織には多種多様な細胞が存在す

H 3 K 4 me 3 などのエピジェネティクスの違いが細胞機能る。それらは、発生分化プロセスを通じて、異なる系譜と差と脂肪分化誘導能の差異を生み出していることを明らか

機能を持って組織や臓器を構築することで、生体を生命体にした 1 , 2）。しかしながら、天井培養の分画でも個々の細たらしめている。また、細胞内外からのシグナルや環境変胞には大きな多様性が認められ、これまでの bulk RNA-化に応答して、相互反応や細胞間コミュニケーションを介

seq や bulk ChIP-seq の NGS 解析だけでは、分化効率・成して生命活動を営む。
「シングルセル解析」
は、これまでの熟度を飛躍的に向上させるには限界があった。そこで、本

1 細胞レベルでの解析を大きく飛び越えて、分子生物学的研究では、ヒト脂肪組織を用いたシングルセル解析（singleなオミクス研究を 1 細胞レベルで、かつ、多様な細胞集団

cell RNA-seq）を行い、皮下脂肪組織由来細胞の細胞起源の視点で統合的に捉えようとするものである。

と系譜の多様性とその分子基盤を明らかにすることとした。

一方、我々は脂肪移植の革新的治療法開発への応用を目

これらの知見を通して、従来の方法ではなしえなかった脂指すため、ヒト脂肪組織の bulk NGS 解析を通じて、脂肪肪細胞移植治療の向上効果（分化能・生着）に資する新たな細胞の老化や機能制御、エピジェネティクス制御機構の研

脂肪細胞機能調整法の開発に発展させることを目指す。

究を推進してきた。そして、脂肪組織中の未分化な間葉系

２．方細胞（adipocyte progenitor を含む）を天井培養法により分法画したり、深層と浅層に分けることで、より脂肪分化能の対象は、千葉大学医学部附属病院形成外科において、手高い細胞群を抽出し、脂肪細胞の移植率向上につながる可術にて摘出したヒト腹部皮下脂肪組織検体（女性）。これまSingle cell analysis of adipocyte diversity
for therapeutic application of adipocytetransplantation and development ofmethods to regulate adipocyte function
through epigenetic regulation
Tomoaki Tanaka
Department of Molecular Diagnosis, Chiba
University Graduate School of Medicine

での既報のプロトコール 1 , 2）を用いて、コラゲナーゼ処理を行い FACS による細胞表面マーカーのプロファイリング
を施行した。また、遠心分離後に、天井培養（ccdPA）を行
い、分化誘導にて in vitro での分化誘導のシステムを構築した。分化の評価は oil-redO 染色を用いた。ヒト脂肪組織を用いたシングルセル解析の条件検討として、Chromium
Controller を用いて、scRNAseq 解析を施行した。データ− 123 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

シングルセルの validationを行った。その結 果、nFeature_

解析は、R package Seurat 2 を用いた。

３．結RNA、nCount_RNA、percent mitochondriaは比較的良好

果

な分布パターンを示した（図 2 A）。そこで、QC cutoff 値を、

ヒト皮下脂肪組織を用いて、FACS 解析を行った（図 1）。
CD 45 - の 非 血 球 細 胞 を gating し て、 血 管 内 皮 は triple

200 <nFeature_RNA< 2500、percent mitochondria< 4 に設定し、合計 1606 細胞を解析細胞数とした。

positive（CD 31 +CD 34 +CD 146 +）を 指 標 に、mural cells

UMAP によるクラスター分類では、9 つのクラスターには CD 1 4 6 single positive（CD 3 1 -CD 3 4 -CD 1 4 6 +）、分類された（図 2 B）
。また、各種クラスターの発現変動遺adipocyte progenitor は CD 3 4 single positive（CD 3 1 -伝子解析では、血管内皮マーカーである PECAM 1（CD 31）

CD 34 +CD 146 -）で検出した。比較的最近用いられるようや CDH 5、組織マクロファージマーカーである CD 68 やになった脂肪細胞の progenitor marker である DPP 4 が、CD 14・CD 163、脂肪細胞を含む間葉系細胞のマーカー

CD 34 single positive faction のうち、74 . 9 ％に検出された。

である CD 34 や PDGFRA・PDGFRB が検出された。そこ

次に、ヒト脂肪組織を用いたscRNA-seq 解析を行った。約で、Find all marker を用いて各クラスターに特異的に発2 万細胞の生存細胞を採取し、エマルジョン作成を施行した。

現する遺伝子 DEGs（differentially expressed genes）を抽

今回、エマルジョンクロッグにより、解析対象細胞数の減少

出して Heat map を作成した（図 2 C）。これらは、各クラを生じた。ライブラリー作成を実施し、シークエンスした後に、スター特性を反映する遺伝子シグニチャーを示している。

図1

図2

ヒト脂肪組織のFACS解析

ヒト脂肪組織のsingle cell RNA–seq解析− 124 −

脂肪細胞移植治療応用に資する脂肪細胞多様性の単一細胞解析とエピジェネティクス制御を介した脂肪細胞機能調整法の開発

次に、各クラスターにおける細胞特異的マーカーがどのよregulation of miRNA transcription, , endoplasmic

うに分布しているかを確認する目的で、重要な細胞マーカ

reticulum lumen, collagen trimerなど が エンリッチしていー 16 遺伝子につき、Featured plot を作成した（図 3）。そた。クラスター 2 の特性は、collagen-containing extracellularの結果、各種クラスターの細胞種を同定した。具体的には、

matrix, glycosaminoglycan binding, sulfur compound

クラスター 7 は、PECAM 1 および CDH 5 が特異的に発現

binding, extracellular matrix structural constituent がエンしており、血管内皮（Endothelial cell）クラスターと同定しリッチしていた。これらの結果は、Mesenchymal cellクた（図 3 左上：青の円）。クラスター 3 , 4 , 8 は、CD 68 およラスターの細胞種としての共通性を示すと同時に、それぞれのび CD 163 陽性であり、マクロファージ（MΦ）のクラスタ

クラスター特 性の違いを表している。 特に、より未 分 化なーと同定した（図 3 下：緑の円）。クラスター 0 , 1 , 2 , 5 は、

DPP 4 陽 性であるクラスター 5 に関しては、cell adhesion

間葉系細胞のマーカーである PDGFRB および CD 34 が発

mediated by integrin, microfibril の GO がエンリッチして現しており、脂肪細胞を含む Mesenchymal cell クラスタいた。

ーとアノテーションした（図 3 の 2 段目パネル : 赤の円）。

４．考特 に 重 要 な 結 果 と し て、 比 較 的 新 た な 脂 肪 細 胞 のprogenitor marker である DPP 4 は、Mesenchymal cell ク

察

皮下脂肪組織から採取される細胞群を用いた脂肪移植は、ラスター（クラスター 0 , 1 , 2）に隣接するクラスター 5 に

組織増量のみならず血管新生促進や瘢痕成熟を促し組織を集約していることが判明した（図 3 の 2 段目右：赤矢印）。

再構築させる優れた方法として用いられる。しかしながら、そこで、これらの Mesenchymal cell クラスター、特に脂肪移植治療の本質的な問題点として、生着率の低さや、

DPP 4 を発現する progenitor 様の細胞特性を明らかにする

血管新生能や基質分解能・脂肪分化能を十分に発揮できな目的で、各クラスターの DEGs の top 50 遺伝子に対して、いことなど、即ち移植細胞の多面的機能を制御できない点

Gene Ontology 解析を試行した（図 4）。その結果、クラスタが挙げられる。今回のヒト脂肪組織を用いた検討において、ー 0 は、collagen-containing extracellular matrix,

FACS および scRNAseq 解析から、組織を構成する多様な

endoplasmic reticulum lumen, collagen trimer, extracellular細胞集団とその細胞種の特定を明確に行うことが可能とな

matrix structural constituentなどがエンリッチしていた。クラった。実際に、脂肪組織中の CD 34・PDGFRA/B 陽性でス タ ー 1 は、response to reactive oxygen species, positive

ある Mesenchymal Cell 集団が、シングルセル遺伝子プロ

図3

ヒト脂肪組織scRNAseq解析における各種細胞マーカー発現− 125 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図4

GO解析を用いたMesenchymal cellクラスター特性

ファイルにより 4 つのサブクラスターに分類することがでィック領域を、シングルセル解析によるサブクラスターときた。特に、adipocyte progenitor が明確に同定され、かして同定することができるであろう。これは、これまでのつ scRNAseq の解析基盤からその中でも DPP 4 + の特定のbulk 解析では捉えることができなかった細胞分類であり、クラスターを特定できたことは、重要な結果と考えられる。

新たなメカニズムや治療標的の発見に繋げることができる。

最近の報告では、新規 adipocyte progenitor マーカーであ従って、創薬の視点からは細胞機能に直接働きかける治療

る DPP 4 発現群が多分化能を有すると規定している 3）もの標的として応用が期待できるので、研究成果はより効率的の、逆に脂肪分化効率が低いなど不確かな部分が多い。今で質の高い「エピジェネティクス修飾制御による脂肪移植

後、 幹 細 胞 マ ー カ ー と さ れ る CD 34 陽 性 細 胞 の 中 か ら法開発」の基盤となることが期待できるであろう。

DPP 4 陽性・陰性で分け、CD 34 陰性細胞と比較しながら、結論として、ヒト脂肪組織を用いたシングルセル解析

ChIP-sequence と bulk ATACseq を用いて H 3 K 4 me 3 や（single cell RNA-seq）を行うことで、皮下脂肪組織由来

H 3 K 27 me 3 などのエピジェネティックな状態の違いを評

細胞の細胞の多様性とその分子生物学的特性を明らかにす

価することで、これらのサブクラスターごと脂肪分化能のることができた。中でも、未分化な progenitor 様の細胞集

potency がどのように異なるかを明らかにする必要がある。

団が含まれており、これらの多様なサブクラスターを詳細

さらに、分化誘導後の脂肪定量評価とシングルセルマルチに解析することで、分化誘導効率を制御する分子基盤や分オーム解析（scRNA-seq+scATAC-seqの同時解析）を組み化誘導効率が低いメカニズムを検出するために役立つツー

合わせることで、エピジェネティクスの違いがもたらすク

ルになることが明らかとなった。これらの研究成果と解析

ラスターの違いをシングルセルレベルで明らかにすること

技術を基に、症例を積み重ねてさらに発展させることで、ができ、その結果分化効率を規定する重要なエピジェネテ

従来の方法ではなしえなかった脂肪細胞移植治療の向上効− 126 −

脂肪細胞移植治療応用に資する脂肪細胞多様性の単一細胞解析とエピジェネティクス制御を介した脂肪細胞機能調整法の開発

果（分化能・生着）に資する新たな脂肪細胞機能調整法の開発につなげることができる。さらに、ヒト脂肪組織の単一Surg. 2 0 1 9 Sep; 1 4 4（3）: 6 4 4-6 5 5. doi: 1 0. 1 0 9 7/PRS.
0000000000005913. PMID: 31461020

細胞解析データベースを構築することにより、脂肪細胞移

2） Epigenetic modifications underlie the differential ad-

植治療法において、いままでの懸案事項であった分化能お

ipogenic potential of preadipocytes derived from hu-

よび生着率増加を予測したり、評価することが可能となり、

man subcutaneous fat tissue. Kubota Y, Nagano H, Ko-

脂肪細胞移植治療法の生着率の術前診断やマーカー開発に

saka K, Ogata H, Nakayama A, Yokoyama M, Murata

応用することが期待できる。

K, Akita S, Kuriyama M, Furuyama N, Kuroda M,
Tanaka T, Mitsukawa N. Am J Physiol Cell Physiol.

（引用文献）

2 0 2 1 Sep 1;3 2 1（3）: C5 9 6-C6 0 6. doi: 1 0.1 1 5 2/ajpcell.

1） Adipose-Derived Stem Cells and Ceiling CultureDerived Preadipocytes Cultured from Subcutaneous

00387. 2020. Epub 2021 Jul 28.
3） Are Perivascular Adipocyte Progenitors Mural Cells

Fat Tissue Differ in Their Epigenetic Characteristics

or Adventitial Fibroblasts? Guimarães-Camboa N, Ev-

and Osteogenic Potential. Sasahara Y, Kubota Y, Kosa-ans SM. Cell Stem Cell. 2017 May 4;20（5）: 587-589.

ka K, Adachi N, Yamaji Y, Nagano H, Akita S, Kuroda

doi: 10.1016/j.stem.2017.04.010. PMID: 28475883

M, Tanaka T, Bujo H, Mitsukawa N. Plast Reconstr− 127 −

新規変異評価システムを用いた長波長の紫外線（UVA）による突然変異誘発機構の解明
広島大学大学院統合生命科学研究科

津田雅貴

UVA increases the risk of human cancer. One of the mutation patterns, mainly found in cancers derived from tissues
directly exposed to UVA, is attributable to misreplication of DNA damage caused by 7,8-dihydro-8-oxyguanine(8-oxoG).
However, little is known the mechanism of UVA mutagenesis. I previously developed the piggyBlock system. The system
employs the random integration of UV damage (CPD) into the genome of cells using the ‘piggyBac’ transposon-based vector
assay. I measured the mutation rate in human TK6 cells at a chemically synthesized 8-oxoG and CPD integrated into genomic DNA. I transfected the piggyBlock vector carrying CPD into wild-type, RAD18−/−, and POLη−/− cells. I then selected cellswith puromycin, PCR amplified nucleotide sequences over the CPD site in individual puror clones. I found that the mutation
rate of RAD18−/− cells was comparable to that of wild-type. Phenotype of RAD18-deficient cells is almost all normal, in
terms of the bypass of CPD site, suggesting that some redundant pathways might operate the mutation induced by CPD.
Topoisomerase I (TOP1) resolves DNA topology during replication and transcription. The enzyme forms an intermediate
TOP1 cleavage complex (TOP1cc) through transient TOP1–DNA-protein crosslinks. Some anticancer drugs and carcinogenfreeze this reaction intermediate. However, it is not known whether UVA generates TOP1cc. Thus, I developed an assay system to estimate the TOP1cc using anti-TOP1 antibody. In future, I will analyze the TOP1cc removal mechanism using thisassay system genome editing cells.

1．緒

ンダイマー（CPD）という DNA 損傷箇所で、PDIP 38 とい言うタンパク分子が変異を促進することを、新規変異評価シ

紫外線は DNA に突然変異を引き起こしうる。突然変異

ステム（piggyBlock システム）とヒトゲノム編集細胞を用は発がんの発生につながる。紫外線は波長により、短波長

いて、明らかになった 3）。piggyBlock システムは、これま（UVC：190 - 280 nm）、 中 波 長（UVB：280 - 320 nm）、 長

で使われていた変異評価手法と異なり、人工的に合成した

波長（UVA：320 - 400 nm）に分類される。多くの研究者が、DNA 損傷をゲノム DNA に挿入し、ゲノム上で起こる変異

エネルギーが高い UVC を用いて突然変異誘発機構を調べの頻度（変異率）とどのような変異が起きるかを直接調べる

1）てきた 。しかし、UVC は、オゾン層や大気に吸収され手法である（図 1）4）。piggyBlock を用いれば、UVA によ

地上に到達しないので、人体に突然変異を引き起こす因子って生成する DNA 損傷箇所での突然変異誘発分子を見つとは考えにくい。一方、UVA は、ほとんどのエネルギー

けることが可能である。本研究では、コントロールとして、が地表に到達している。UVA は、透過力が大きく、ほとCPD 損傷入り piggyBlock も解析を行う。

んどが表皮を通過し、真皮もしくは皮下組織まで到達する。

DNA の複製や転写の際に生じるスーパーコイルは、ト

しかし、UVA はエネルギーが弱いという理由から、突然

ポイソメラーゼ 1（TOP 1）という酵素が DNA に一本鎖切変異に関して解析されてこなかった。ところが、近年、

断 を 引 き 起 こ す こ と で 解 消 す る 5）。 こ の 反 応 の 際 に、

UVA が突然変異を誘発することが示された 2）。その原因

TOP 1 は一過的に DNA の 3’ 末端に共有結合する。スーパ

は、UVA が活性酸素種やラジカルを生成し、7 , 8 -dihydro8 -oxyguanine（8 -oxoG）という DNA 損傷を引き起こすか
らだと推定されている。本研究の目的は、新規変異評価システム（piggyBlock システム）を用いて、8 -oxoG 損傷箇所の突然変異発生を引き起こす DNA 合成酵素やその制御分子を見つけ出すことである。
最近、UVC によって生成するシクロブタン型ピリミジ

Elucidation of Mutagenesis Mechanism
by UVA Using a Novel Mutagenesis
Assay
Masataka Tsuda
Graduate School of Integrated Sciencesfor Life, Hiroshima University

図1 piggyBlockシステムとは？
DNA損傷の両端にITRという配列を入れたプラスミドDNAを用意する。このITRの間の配列がトランスポゼースという酵素によって細胞のゲノムDNAに挿入される。DNA複製後にゲノム抽出をし、損傷箇所の塩基配列を調べ、変異率を算出できる。

− 128 −

新規変異評価システムを用いた長波長の紫外線 (UVA) による突然変異誘発機構の解明

再結合する。しかし、一部の抗がん剤や環境変異原によっ

2. 3. RAD18/POLη遺伝子欠損細胞における紫外
線損傷（CPD）箇所における変異解析て、TOP 1 は DNA 末端にトラップされてしまうことがあ

以前作製した 3）、CPD が結合した piggyBlock プラスミ

る。この DNA と TOP 1 の複合体を TOP 1 cc という。本研

ド 10 ng と 1 μg の Transposase 発 現 プ ラ ス ミ ド を 同 時 に

究では、UVA によって発生する DNA 損傷が TOP 1 cc をNEON トランスフェクションで POLη 遺伝子欠損細胞およ形成させるのかを検討する。

び PDIP 38 遺伝子欠損細胞に導入しに遺伝子導入した。

ーコイルが解消されると、TOP 1 は DNA 末端から離れ、

２．方

96 well plate に細胞を播き、トランスフェクション 30 時

法間後にピューロマイシンで、BPDG 損傷がゲノムにインテ

2. 1. 細胞培養

グレーションされた細胞のみをセレクションした。10 日

ヒト B リンパ芽球細胞由来の TK 6 細胞は RPMI 1640 培地（富士フィルム和光純薬株式会社）に、非働化したウマ血後、ピューロマイシン耐性コロニーからゲノム DNA を抽出した。

清（Thermo Fisher Scientific）を 5 ％、L- グルタミン（ナカAldrich）を 0 . 2 mg/mL、ペニシリン（ナカライテスク株式

2. 4. 塩化セシウム密度勾配遠心法によるゲノムDNAの精製会社）を 100 U/mL、ストレプトマイシン（ナカライテスク

5 . 0 × 107 TK 6 細胞を 900 mL の Lysis バッファー（10 mM株式会社）を 100 mg/mL になるように加え、CO 2 濃度 5 ％、リン酸バッファー［pH 7 . 5］
，1 mM EDTA, RNaseA［20 mg］，

37 ℃で培養した。

プロテアーゼインヒビターカクテル）で懸濁し、10 分間

ライテスク株式会社）、ピリビン酸ナトリウム（Sigma-

氷上でインキュベートした。サルコシルを終濃度 1 % にな

2. 2. RAD18/POLη遺伝子欠損細胞の作製

るように添加し、30 分間 氷上でインキュベートした。ゲRAD 18 遺伝子を破壊する為に、ターゲティングベクタ

ノム DNA を剪断する為に、23 ゲージの針で 20 回、通過

ーとして RAD 18 -HYGR と RAD 18 -NEOR を作製した。こさせ 10 mM リン酸バッファー［pH 7 . 5］でサンプル全量をのベクターを作製するために、ゲノム DNA を鋳型に、プ

9 mL と し、9 . 3 g の CsCl を 混 ぜ、694 , 000 × g で 17 時 間

ライマーとして、5 ʼ-GCGAATTGGGTACCGGGCCGTTA遠心した。遠心後、500 mL ずつ分取し、ゲノム DNA が含

ATACAGCATAA- 3 ʼ と 5 ʼ-CTGGGCTCGAGGGGGGGCC

まれるフラクションを回収し、アガロースゲル電気泳動でTTGGGCAGCGGCTTC- 3 ʼ を用いてレフトアームを PCR

調べ、10 mM リン酸バッファー［pH 7 . 5］、1 mM EDTA増幅した。また、5 ʼ-TGGGAAGCTTGTCGACTTAATAが含まれたバッファーで透析した。もう一度、塩化セシウ

AATCAGGTAAAGTAAT- 3 ʼ と 5 ʼ-CACTAGTAGGCGC

ム密度勾配遠心法を行った。ゲノム DNA が含まれるフラGCCTTAAAGCAACAAAAATGAA- 3 ʼ を 用 い て、 ラ イ

クションを回収し、10 mM リン酸バッファー［pH 7 . 5］、

トアームをPCR増幅した。レフトアームとライトアームは、

1 mM EDTA が含まれるバッファーで 3 時間透析し、こR

DT-ApA/HYG ベクターおよび DT-ApA/NEOR の ApaI

れを 2 回行った。さらに、2 M NaCl, 10 mM リン酸バッフ

サイトと AflII に GENEART Seamless Cloning キットを用ァー［pH 7 . 5］、1 mM EDTA が含まれるバッファーで 3 時

いてそれぞれ挿入した。また、RAD 18 遺伝子のエキソン

間透析し、これを 2 回行った。最後に、MilliQ 水で 3 時間

7 を標的とする gRNA を発現させるために、pX 330 ベク

透析し、これを 2 回行った。遠心濃縮を用いてサンプルボ

タ ー に 5 ʼ-GAGCATGGATTATCTATTCA- 3 ʼ を ラ イ ゲ

リュームを減らした。ナノドロップを用いて、260 nm のーションで挿入し、CRISPR-RAD 18 を作製した。POLη

波長で DNA 濃度を測定した。

R

遺伝子欠損細胞に、2 μg の RAD 18 -HYG 、2 μg の RAD 18 PUROR、6 μg の CRISPR-RAD 18 を NEON ト ラ ン ス フ ェ

2. 5. ウェスタンブロットを用いたTOP1ccの検出

クションシステム（1350 V, 10 msec, 3 pulse）で遺伝子導入

2 . 4 . の方法で精製したゲノム DNA を 30 mg 用意し、した。48 時間後、ピューロマイシンとハイグロマイシン

10 mM の Tris-HCl（pH 7 . 6）、25 mM の MgCl 2、0 . 5 mMを加え、細胞を 96 穴プレートに播いた。7 〜 10 日後に、の CaCl 2 を 含 む DNaseI バ ッ フ ァ ー に 溶 か し、 全 量 がシングルコロニーをピックアップし、候補の細胞のゲノム

33 mL になるように３ユニットの DNaseI（New England

DNA を抽出した。標的組換えが起きているかを、ゲノミ

Biolabs）で 37 ℃、2 時間インキュベートした。サンプルをッ ク PCR で 確 認 し た。 さ ら に、 作 製 し た 細 胞 か ら、

レムリサンプルバッファー（BIO-RAD）で変性させ、7 . 5

R

PURO 遺伝子を取り除くために、Cre 組換え酵素を一過％ の SDS-PAGE ゲ ル で 分 離 さ せ た。 そ の 後 Trans-Blot

性発現させ、ピューロマイシン感受性の細胞を獲得した。

Turbo（BIO-RAD）を用いてメンブレンに写し取り、1 次抗体として、抗 TOP 1 抗体および抗マルチユビキチン抗体を用い、HRP 標識二次抗体で反応させた。ECL で化学− 129 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

発光させ、ChemiDoc イメージングシステムで検出した。

チか損傷乗り越えによる複製ブロックの解除は、区別することができる。TLS が起きると ApA（正確な TLS）か他の

2. 6. スロットブロットを用いたTOP1ccの検出

塩基が挿入（不正確な TLS, 突然変異）され、ダブルピーク

2 . 4 . の方法で精製したゲノム DNA を 2 mg 用意し、として検出される（図 2 A 左）。テンプレートスイッチによ

ECL ニトロセルロースメンブレン（GE Healthcare）にスロる解除では、CPD 損傷箇所では GpC が挿入され、シークットブロットを用いて吸着させた。ゲノム DNA を吸着しエンス解析ではGCのシングルピークとして検出される（図

たメンブレンを Tris バッファーで洗浄した。抗 TOP 1 抗

2 A 右）。

体および抗 TOP 1 cc 抗体を用いて、ウェスタンブロット

発生頻度を調べた。Polη の遺伝子欠損により、TLS の頻と同様の方法で検出した。

３．結

この原理に基づいて、TLS とテンプレートスイッチの度は、4 . 7 % から 11 . 6 ％に増加した（図 2 B）
。突然変異の果正体である、不正確な TLS の頻度は、0 % から 3 . 6 % に増

3. 1. CPD損傷箇所における突然変異解析加した（図 2 C）。一方、RAD 18 遺伝子の欠損により、TLS

CPD 損傷入り piggyBlock プラスミドを POLη/RAD 18の頻度および不正確な TLS の頻度は野生型と同じであっ

遺伝子欠損細胞に遺伝子導入し、ピューロマイシン耐性ク

た。POLη/RAD 18 遺 伝 子 欠 損 細 胞 は、TLS の 頻 度 はローンを獲得した。これらのクローンは、CPD 損傷が挿POLη 遺伝子欠損細胞とほぼ同じであったが、不正確な入された親細胞のワトソン鎖およびクリック鎖のどちらか

TLS（突然変異）は 5 . 8 % に上昇した。従って、RAD 18 は、を受け継ぎ、クローン内でモザイク状となる。従って、こPOLη が存在しない状況では、正確な TLS を促進する。

のアッセイにおいて、エラーフリーのテンプレートスイッ

図2

piggyBlock解析の結果− 130 −

新規変異評価システムを用いた長波長の紫外線 (UVA) による突然変異誘発機構の解明

3. 2. TOP1ccの定量

2 μg のゲノム DNA をスロットブロットし、シグナルを検細胞内の TOP 1 cc を正確に定量するために、塩化セシ

出した（図 4 A、B）。その結果、TK 6 細胞に CPT を 0 . 4、

ウ ム 密 度 勾 配 遠 心 法を 2 回繰り返し、細胞抽出 液 か ら

1 . 9、7 . 1 mM 処 理 し た 場 合、 そ れ ぞ れ、 ゲ ノ ム DNA

DNA が結合していない TOP 1 と TOP 1 ㏄を分離した。そ107 bp に当たり TOP 1 cc が 102、297、469 個生成していの 後、 精 製 し た ゲ ノ ム DNA に DNaseI を 添 加 し ゲ ノ ム

たことが分かった。細胞内にある全 TOP 1 タンパク質の内、DNA を分解し、ウェスタンブロットで TOP 1 cc の検出を

TOP 1 cc の割合を計算する為に、ウェスタンブロットを用試みた。メンブレンに転写した後、抗 TOP 1 抗体を用い

いて細胞内の全 TOP 1 タンパク量を求めた。CPT を 0 . 4、て検出した。CPT を処理した細胞の TOP 1 cc は、予想さ

1 . 9、7 . 1 mM 処理した細胞内の全 TOP 1 の量はそれぞれれる TOP 1 のバンドの位置（TOP 1 ＝ 91 kDa）より高分子

5 . 5 × 103 細胞あたり 13 . 5、12 . 7、9 . 3 ng であった（図 4）。

側に、スメアなシグナルとして検出され、このシグナルは

従って、細胞内の全 TOP 1 タンパク分子の内の TOP 1 cc処理した CPT の濃度依存的に強くなった（図 3 , 左のパネ

分子の割合は、CPT を 0 . 4、1 . 9、7 . 1 mM 処理した細胞でル）。TOP 1 cc のバンドよりも高分子側に検出されたシグそれぞれ 0 . 8、1 . 2、1 . 7 ％であった。

ナルは、翻訳後修飾が起こった可能性が高い。そこで、同
じサンプルを抗マルチユビキチン抗体で調べたところ、
CPT の処理濃度依存的に、ポリユビキチン化の量が増え

3. 3. TOP1cc修復の各ステップの除去動態を個々に計測する方法の確立ていた（図 3 , 右のパネル）。CPT は TOP 1 のポリユビキチ

本研究では、エピトープの異なる 2 つの抗体（抗 TOP 1ン化を促進することはすでに報告されている。従って、抗体と抗 TOP 1 cc 抗体）を用いて、TOP 1 cc 修復の各ステ

TOP 1 cc は CPT の処理によってポリユビキチン化を受けップの除去動態を個々に計測できると考えた。これまでのている可能性がある。このようにウェスタンブロットによ実験で用いた抗 TOP 1 抗体は、TOP 1 タンパク質の表面る分析では、TOP 1 cc はスメアとして検出されるので、バを認識する。このエピトープはプロテアソームによるタンンドの定量は難しい。そこで、DNaseI を使用せず、スロ

パク質分解を受けるので、TOP 1 cc 修復の 1 段階目を評価

ットブロットした。スタンダードの TOP 1 タンパク質とできる。一方、抗 TOP 1 cc 抗体は、TOP 1 活性部位前後

図3

CPT処理した野生型細胞のゲノムDNAを用いたウェスタンブロット解析

図4

CPTによって生成するTOP 1 ccの定量− 131 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

15 アミノ酸とホスホチロシン結合を認識する抗体である 6）。

謝辞

この抗体のエピトープは、TOP 1 cc 修復における 2 段階目

本研究の遂行にあたり、多大なるご支援をいただきましで除去される箇所である。従って、この抗体を用いれば 2た公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に心より段階目の修復動態を評価できる。実際に、私は、これらの感謝申し上げます。

抗体が、報告されているエピトープを認識するかを検証する為に、CPT で処理した野生型細胞から精製したゲノム（引用文献）

DNA を用いて、スロットブロットで分析した。このサン

1） I k e h a t a H , O n o T . T h e m e c h a n i s m s o f U V

プルをプロテイナーゼ K（ProK）および V 8 プロテアーゼ

mutagenesis. J Radiat Res. 2011;52（2）: 115-25. Epubで消化し、ニトロセルロース膜にスロットブロットし、抗2 0 1 1/0 3/2 6. doi: 1 0.1 2 6 9/jrr. 1 0 1 7 5. PubMed PMID:

TOP 1 抗体および抗 TOP 1 cc 抗体で検出した。ProK は、21436607.

脂肪族アミノ酸と芳香族アミノ酸の C 末端側のペプチド結2） Kucab JE, Zou X, Morganella S, Joel M, Nanda AS,

合を切断する。従って、両抗体の認識箇所は消化される。

Nagy E, et al. A Compendium of Mutational Signatures

実際、いずれの抗体においてもシグナルは検出されなかっof Environmental Agents. Cell. 2019; 177（4）: 821-36.

た。一方、V 8 プロテアーゼは、アンモニウムイオン存在

e16. Epub 2019/04/16. doi: 10.1016/j. cell. 2019. 03. 001.

下でグルタミン酸の C 末端側のペプチド結合を切断し、抗PubMed PMID: 3 0 9 8 2 6 0 2; PubMed Central PMCID:

TOP 1 抗体のエピトープは消化されるが、抗 TOP 1 cc 抗

PMCPMC6506336.

体のエピトープは消化されない。実際、抗 TOP 1 抗体で

3） Tsuda M, Ogawa S, Ooka M, Kobayashi K, Hirota K,

はシグナルは検出されなかったが、抗 TOP 1 cc 抗体ではWakasugi M, et al. PDIP38/PolDIP2 controls the DNA

シグナルが検出された。これらの結果から、抗 TOP 1 抗damage tolerance pathways by increasing the relative体および抗 TOP １cc 抗体を用いて、TOP 1 cc 修復の 1 段

usage of translesion DNA synthesis over template

階目および 2 段階目を区別して除去動態を評価できること

switching. PLoS One. 2 0 1 9; 1 4（3）: e0 2 1 3 3 8 3. Epubが分かった。

2 0 1 9/0 3/0 7. doi: 1 0.1 3 7 1/journal. pone. 0 2 1 3 3 8 3.

４．考PubMed PMID: 3 0 8 4 0 7 0 4; PubMed Central PMCID:察

PMCPMC6402704.

POLη は CPD 損傷箇所における正確な損傷乗り越えを行

4） Hirota K, Tsuda M, Mohiuddin, Tsurimoto T, Cohenう。これは、今回行った実験結果とも一致する。野生型細

IS, Livneh Z, et al. In vivo evidence for translesion

胞に RAD 18 遺伝子を欠損させた場合、この損傷乗り越え

synthesis by the replicative DNA polymerase δ.

の頻度および変異スペクトラムに変化は見られていない。

Nucleic Acids Res. 2 0 1 6; 4 4（1 5）: 7 2 4 2-5 0. Epub

しかし、POLη 遺伝子に RAD 18 遺伝子を欠損させた場合、

2016/05/18. doi: 10.1093/nar/gkw439. PubMed PMID:

不正確な TLS（突然変異）は上昇した。RAD 18 は、ユビキ

27185888; PubMed Central PMCID: PMCPMC5009730.

チンライゲース E 3 として知られており、PCNA のモノユ

5） Pommier Y, Sun Y, Huang SN, Nitiss JL. Roles of

ビキチン化を引き起こす 7）。このモノユビキチンにポリメ

eukaryotic topoisomerases in transcription, replication

ラーゼ η（Polη）がリクルートされる 。試験管内で Polη は、

and genomic stability. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016; 17

紫外線損傷箇所を鋳型に DNA 合成でき、正確な塩基を挿（11）: 703-21. Epub 2016/10/21. doi: 10. 1038/nrm. 2016.

入する（例：チミン二量体を形成している場合、AA が挿

1 1 1. PubMed PMID: 2 7 6 4 9 8 8 0; PubMed Central

入）。従って、Rad 18 を欠損させた場合、Polη がリクルー

PMCID: PMCPMC9248348.

8）

トされないので、紫外線損傷箇所を鋳型として正確に

6） Patel AG, Flatten KS, Peterson KL, Beito TG,

DNA 合成できず、変異が誘発されると考えられる。本研

Schneider PA, Perkins AL, et al. Immunodetection of

究結果から、POLη は RAD 18 の有無に関わらず、紫外線

human topoisomerase I-DNA covalent complexes.

損傷箇所の TLS には影響を与えないことが分かった。

Nucleic Acids Res. 2 0 1 6; 4 4（6）: 2 8 1 6-2 6. Epub

POLη と RAD 18 のどちらも存在しない時は、不正確な

2016/02/27. doi: 10. 1093/nar/gkw109. PubMed PMID:

TLS が増加したことから、損傷乗越えポリメラーゼであ26917015; PubMed Central PMCID: PMCPMC4824114.

る Pol ι, Polκ, Rev 1 等が突然変異を誘発している可能性が

7） Geng L, Huntoon CJ, Karnitz LM. RAD18-mediatedある。また、TOP 1 cc を検出する実験系を構築することがubiquitination of PCNA activates the Fanconi anemia

できた。今後は、UVA 暴露で誘発する TOP 1 cc 修復を、

DNA repair network. J Cell Biol. 2010; 191（2）: 249-57.

ゲノム編集細胞を用いて解析していく予定である。

Epub 2010/10/13. doi: 10.1083/jcb. 201005101. PubMed
P M I D : 2 0 9 3 7 6 9 9 ; P u b M e d C e n t r a l P M C I D :  

− 132 −

新規変異評価システムを用いた長波長の紫外線 (UVA) による突然変異誘発機構の解明

and PCNA monoubiquitination. Embo j. 2004; 23（19）:PMCPMC2958487.
8） Watanabe K, Tateishi S, Kawasuji M, Tsurimoto T,

3 8 8 6-9 6. Epub 2 0 0 4/0 9/1 1. doi: 1 0. 1 0 3 8/sj. emboj.

Inoue H, Yamaizumi M. Rad1 8 guides poleta to

7600383. PubMed PMID: 15359278; PubMed Central

replication stalling sites through physical interaction

PMCID: PMCPMC522788.

− 133 −

天然由来物質による claudin-1 を介した高分子送達の科学的基盤研究
筑波大学生命環境系

南雲陽子

Tight junctions (TJ) are intercellular barriers between epithelial cells that separate the internal and external environmentsof cellular sheets, and control invasion of foreign substances and a diffusion of solutes and water across the epithelium. Macromolecules such as biologics with high molecular weight and hydrophilicity are unable to diffuse through the lipid bilayerof the cell membrane. Control of TJ opening by attenuating the barrier function of TJ has proved to be attractive because it
could allow safe and controllable transdermal administration of macromolecules.
MA026, a cyclic depsipeptide with 14 amino acid residues, is a natural product isolated from Pseudomonas sp. RtIB026
as an antiviral compound. It was recently suggested that MA026 binds to claudin-1. Because claudin is the essential component of tight junction complex, we investigated the effects of MA026 on TJ and found that MA026 opens TJ of MDCK II
cell monolayer, reversibly. This result suggests that MA026 is a candidate for TJ reversible opener.
Here, we report the binding specificities and activity of MA026 toward claudin-1 and other claudin family proteins revealed by several methods, and the 3-dimensional structure of MA026. Our results not only reveal the mode of action of TJ
regulator MA026 with novel binding site but also are useful for transdermal administration of large hydrophilic biologics.

1．緒

点が挙げられる。

言

これまで我々は、上皮細胞層 TJ を可逆的に開口させる

スキンケア用品の作用には、保湿から皮膚トラブルの予薬剤（可逆的 TJ 開口剤）について研究を行ってきた 4 - 7）。可防や治療など様々なものがある。特に近年では美白や肌の逆的 TJ 開口剤は、有効成分投与時のみ短時間 TJ を開口さ

新陳代謝促進など、より特異的な効果を狙うものも見受けせ、その後、速やかに閉口させることができるため、異物られる。そのような特異的作用を狙う場合、各種有効成分の侵入を抑えつつ、有効成分の浸透を促進することが可能

を作用対象であるメラノサイトや基底細胞が存在する基底に な る と 考 え ら れ る。MA 026（ 図 1 A）は Pseudomonas層付近まで届ける必要がある。しかしながら、元来皮膚のsp. から単離された環状デプシペプチドである 8）。抗 C 型

最も重要な機能は水分が外に逃げるのを防ぐと同時に雑菌

肝炎ウイルス（HCV）活性を有しており、HCV 感染に必要などの外部刺激から守るバリア機能であり、LogP 値などなタンパク質 claudin- 1 の部分配列に結合する報告がなさにも依存するものの、500 Da 以上の分子は皮膚透過性がれていた 9）。Claudin- 1 は TJ の主要構成因子であり、皮膚乏しいことが知られている 1）。従って有効成分が 500 Da

バリア機能に不可欠なタンパク質である 10）。そこで我々以上の場合、作用部位に効率的に浸透させるための工夫がは本化合物による TJ への影響を検討したところ、大きな必要だと考えられる。

細胞障害性を示すことなく、処理後約 1 時間で強く TJ 開

皮膚のバリア機能には，角質層による静的なバリアと、口を引き起こし（開口期）、その後徐々に閉口していく（閉

その下層の生細胞層（顆粒層）に存在するタイトジャンクシ

11）口期）
可逆的 TJ 開口作用を見出すことができた（図 1 B, C）。

ョン（TJ）による動的なバリアがあり、後者の重要性は近その後、既報の MA 026 の構造に誤りがあることが明らか

年ますます増加している。角質層への浸透はナノカプセルになり、構造を訂正するとともに特許を取得した 12 , 13）。本化など製剤を工夫するアプローチがとられているが、TJ

化合物の実用化のためには MA 026 のターゲットの特定、へのアプローチは検討例が少ない

2 , 3）。その理由の一つと標的分子への作用を介して TJ を開口するという proof of

して、TJ へのアプローチは角質より下層へのアクセスを

concept が必要である。そこで本研究では、1）MA 026 の可能にするため、細胞障害性や異物の侵入を抑えるなど、

claudin- 1 を 介 し た 作 用 メ カ ニ ズ ム 解 析、2）MA 026 と相反する目的を満たすための慎重な研究開発が必要となる

claudin-1 及び他のclaudin family proteinとの結合解析、3）
MA 026 の X 線結晶構造解析を行い、MA 026 の TJ 開口活性についての分子標的・作用機構解析を目的とした。

Scientific research on claudin-1- mediatedmacromolecular delivery by naturally
derived compound
Yoko Nagumo
Institute of Life and Environmental
Sciences, University of Tsukuba

２．方法

2 . 1 . FITC 4 kDa dextran 透過促進活性測定（図2）
イヌ腎臓上皮細胞MDCK IIをtranswell insert（Corning）に播種し、７日間培養し単層形成させた。Insert の apical− 134 −

天然由来物質による claudin–1 を介した高分子送達の科学的基盤研究

図２ Transwell を用いたFITC 4 kDa dextran（FD- 4）透過促進活性測定模式図

ペプチド QCK-VFDSLL-NLSS を、lysine のアミノ基を介してアミノカップリング法により固定化した。74 . 5 RU の固定化量を得、種々濃度の MA 026 をアナライトとして流し Biacore X 100（Cytiva）で解析した。

2. 4. 各種claudin安定発現細胞株作成
複数の蛍光タンパク質を融合させたヒト claudin- 1 や他の ヒ ト claudin フ ァ ミ リ ー の 遺 伝 子 配 列 を pEF 1 vector（Thermo Fischer Scientific）に入れたコンストラクトを作成した。MDCK II 細胞に発現している claudin- 1 , - 2 ,- 3 , - 4 , - 7 を欠損させた quin KO MDCK II 細胞（quinKO細胞、生理学研究所古瀬教授よりご供与）に対し、Fugene（Promega）を用いてトランスフェクションした。2 日後よ
図１ MA 026の構造とTJ透過促進能（A）MA 026化 学 構造、（B）FITC 4 kDa dextran透 過、（C）経上皮電気抵抗値（TER）に対するMA 026の作用。TJ開口の後、MA 026を取り除かなくとも自然に閉口してくることがわかる。

り G 418（Nacalai Tesque）による薬剤選択を 10 日程度行い、遺伝子導入しなかったコントロール細胞が死滅したところ
で、遺伝子導入細胞群を限界希釈法により 96 穴プレート（Iwaki）に播種した。蛍光顕微鏡観察により蛍光タンパクの発現、局在などを確認した。さらに細胞抽出液を回収し、側にのみ FITC 4 kDa dextran（FD- 4 , Sigma）溶液を加えWB 法で抗 claudin- 1 抗体（Proteintech）を用いて検出する

たのち、MA 026 やその類縁体（3 μM）を処理した。Insert

ことにより、蛍光タンパク質と融合した claudin- 1 を検出の basal 側の溶液を経時的に回収し、その蛍光を Wallac

した。

1 4 2 0 ARVO Multilabel Counter（Perkin Elmer, Ex/

３．結果と考察Em= 485 / 528 nm）で測定することで、insert を透過した

3. 1. MA026のclaudin-1を介した作用メカニズム

FD- 4 を検出した。
ペプチド競合阻害実験の場合には、予め MA 026（3 μM）とペプチド（150 μM）を混ぜておき、その混合物を細胞に解析

MA 026 は claudin- 1 の部分配列 VFDSLL と結合することが示唆されている 1）。Claudin は、TJ 形成に必須な膜タ処理した。

ンパク質であり、隣接する細胞の細胞膜上で claudin 同士

2. 2. 蛍光染色が集積して形成される TJ ストランドと呼ばれる紐状の細単層状に培養した MDCK II 細胞にビオチン化 MA 026

胞密着構造を形成することでバリアを形成している（図 3）。

を処理し、ホルマリン固定した。Fluorescein avidin（A2011,

VFDSLL 相同領域を含むドメインは TJ ストランドを形成

Vector Laboratories）に よ り 染 色 し、 観 察 は Leica AF

する claudin 同士の cis 結合に関与する部位と考えられてい6000 fluorescence microscope（Leica Microsystems）によるため、MA 026 が VFDSLL 領域に結合し、cis 結合を乱り行った。

すことで TJ 開口させている可能性が考えられる。そこで
VFDSLL ペプチドを合成し、ペプチドにより MA 026 の2. 3. SPR分子間相互作用解析

TJ 開口活性が競合阻害されるか検討した。MA 026 とペプ

CM 5 センサーチップ（Cytiva）に claudin- 1 の部分配列

チドの混合物を細胞に処理した結果、VFDSLL 配列を逆

− 135 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図３

Claudinストランド模式図

向きにした LLSDFV ペプチドは MA 026 の TJ 開口活性に影響を示さなかったのに対し、VFDSLL ペプチドは 1 / 20
以下まで顕著に減少させることがわかった（学術論文作成
中）。この結果は MA 026 が claudin- 1 細胞外ドメインとの相互作用を介して TJ 開口活性を示していることを示唆し
ている。

図４

MA 026 は Claudin- 1 の VFDSLL 配 列 と 結 合 し、TJ ス

ヒトclaudinファミリータンパク質のVFDSLL相同領域
アラインメントと機能

トランドを形成する claudin- 1 の cis 結合を阻害している可能性が考えられたことから、MA 026 と VFDSLL ペプチ

より検討した。その結果、claudin- 1 の VFDSLL ペプチドドとの直接の相互作用を SPR により検討した。VFDSLL

が最も強く MA 026 の TJ 開口活性を阻害すること、またとその前後を含む 13 残基ペプチド QCK-VFDSLL-NLSS

各 claudin のペプチド配列によって阻害活性が異なることを合成し、アミノカップリング法により CM 5 センサーチがわかった（学術論文作成中）。中には VFDSLL 配列がごップに固定化した。アナライトとして種々濃度の MA 026

く一部異なるだけで阻害活性がほぼ完全に失われるものもを用いて検討を行ったものの、MA 026 が高濃度の条件にあれば、VFDSLL 配列のほとんどが異なっていてもある

おいても弱い結合しか見られず、ペプチド - 低分子間の弱程度阻害活性があるものもあり、配列特異性の高さを示す

い相互作用であることが示唆された。MA 026 は可逆的に興味深い結果となった。解析の詳細は現在作成中の学術論

TJ 開口を誘導すること、また強い相互作用で長時間結合

文にて記載するが、以上の結果は MA 026 が claudin- 1 にする TJ 結合物質の場合、TJ を長時間開口させてしまう可対 し て 高 い 特 異 性 を 示 す こ と、 ま た claudin- 1 以 外 の能性が考えられることから、MA 026 と VFDSLL 部位とのclaudin ファミリータンパク質に対しても、VFDSLL 相同相互作用が弱いことが TJ 開口の可逆性に重要である可能

領域を介してある程度相互作用し、TJ 開口を誘導できる性が考えられる。今後は claudin- 1 を固定化し MA 026 を可能性を示唆している。今後、MA 026 と VFDSLL 相同配

アナライトとして流し特異的結合を確認した後、VFDSLL

列との詳細な相互作用解析を行うことにより、claudin 発ペプチドでの結合阻害を見る定性的な解析を考えている。

現部位ごとに組織選択的な透過促進剤の開発が期待できる。

ところで、ヒト claudin には 20 種類以上のファミリーが存在し、1 個の細胞に複数種の claudin が発現、細胞や臓

3. 2. MA026 とclaudin-1の結合解析

器の特異性に関与していると考えられている。今回我々が我々はこれまでに MA 026 の構造活性相関研究を行い、MA 026 の TJ 開 口 活 性 に 重 要 で あ る こ と を 見 出 し た

MA 026 を構成する 14 アミノ酸のうち、TJ 開口活性に必VFDSLL 配列部分は、ヒト claudin ファミリー内で保存性要なアミノ酸残基や置換しても大きな影響がないアミノ酸がさほど高くない（図 4）。そこで MA 026 の claudin ファミ

残基について明らかにしている（論文査読中）。これら情報リーに対する特異性を検討することにした。

に基づき、TJ 開口活性に影響が少ないと考えられるアミ

各ヒト claudin の VFDSLL 相同領域ペプチドを合成し、ノ酸残基 1 か所をリジン残基に変換し、ビオチンを結合さMA 026 の TJ 開口活性に影響を与えるか競合阻害実験にせた化合物を合成した。このビオチン化 MA 026 の TJ 開

− 136 −

天然由来物質による claudin–1 を介した高分子送達の科学的基盤研究

口活性を測定したところ、十分な TJ 開口活性を確認でき

定）。今後は抗 claudin- 1 抗体染色との共局在検討、pull

たことから（図 5）、このビオチン化体を MDCK II 細胞に

down assay などを試みる予定である。

処理し fluorescein avidin を用いた蛍光染色を試みた。し次に、claudin を発現していない上皮細胞に蛍光タンパ

かしながら非特異的な細胞内シグナルが強く、ビオチン化

ク質融合ヒト claudin- 1 や他のヒト claudin ファミリータ

MA 026 特異的なシグナルの検出が難しかった。そこで新ンパクを導入した細胞を作成し、MA 026 処理時の変動をたに TJ 開口活性に影響が少ないと考えられるアミノ酸残検出することで作用メカニズムを解析することとした。

基 3 か所を選び、それぞれをリジン残基に変換した上にポMDCK II 細胞で発現している claudin- 1 , - 2 , - 3 , - 4 , - 7

リエチレングリコールリンカーを介してビオチンを導入しを 欠 損 す る こ と に よ り TJ バ リ ア が 失 わ れ た quin KO

た。これらビオチン化 MA 026 の TJ 開口活性を同様に測MDCK II 細胞（quinKO 細胞）を生理学研究所古瀬教授より定したところ活性を確認できたため、そのうちの一つを用ご供与いただき 14）、蛍光ヒト claudin- 1 のみを発現する細いて同様に蛍光染色を試みたところ、ビオチン化 MA 026

胞を構築した。これらの細胞では claudin- 1 の細胞膜領域由来と考えられるシグナルが検出された（学術論文発表予での局在が観察されており、部分的なバリア機能が確認できた（図 6）。今後、TJ バリア機能に対する MA 026 の作用や、共培養における共局在、MA 026 処理時の局在変動観
察を検討する。並行して claudin ファミリーを個別に導入した細胞の TJ バリア機能検討を進めており、今後は他のclaudin フ ァ ミ リ ー タ ン パ ク 質 導 入 細 胞 単 独、 ま た は
claudin- 1 導入細胞との共培養における検討、及びそのMA 026 による TJ 開口活性などを検討することで claudin
特異性などの検討を行う予定である。

3. 3. MA026のX線結晶構造解析
生理活性物質とその標的タンパク質との相互作用を分子レベルで解析するには、双方の立体構造が明らかになっていることが重要である。そこで我々は MA 026 の結晶化を行い、その X 線結晶構造を得ることに成功した（論文査読
図５ ビオチン化MA 026のTJ開口活性DMSOコントロール、
MA 026、ビオチン化MA 026（bio-MA 026）のFD- 4累積 透 過 量（5時間処 理）。ビオチン化MA 026はTJ開口活性を示した。

中）。MA 026 は全体的な構造としては左巻き α ヘリックス構造をとっていた。その結果、図 7 に示すように N 末に存在するアシル鎖と疎水性アミノ酸残基が化合物の片側に集図６ 蛍光タンパク質融合ヒトclaudin- 1発現quinKO細胞（A）mCherry-claudin-1発現quinKO細胞（左）、YFP-claudin-1発現quinKO細胞（右）における蛍光タンパク発現局在。TJが作られる細胞間隙に主に発現が見られる。Bar, 20μm。
（B）MDCK II細胞、quinKO細胞、蛍光タンパク質融合claudin-1を発現したquinKO細胞クローンのFD- 4累積透過量（2時間処理）。複数のclaudinファミリータンパク質を発現し正常なバリア機能を有す
るMDCK IIではFD- 4透過量が少ないのに対し、MDCK IIから5種類のclaudinファミリータンパク質を欠損させたquinKO細胞ではバリア機能が失われ、FD- 4透過量が上昇する。蛍光claudin-1導入quinKOクローンでは部分的ではあるがFD- 4透過量の減少が観察される。

− 137 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図7 MA 026 X線結晶構造解析結果（A）MA 026の化学構造のうち、N末アシル鎖と疎水性残基をマゼンタで示した。
（B）MA 026の結晶構造。
（A）で示した疎水性部分であるN末アシル鎖と疎水性残基が片側に集積し疎水性クラスターを形成していることがわかった。

積しており、疎水性クラスターを形成していることが明らであることが示唆された。このことから今後は定性的な解かとなった。これまでの構造活性相関解析から、MA 026

析となるが弱い相互作用でも検出できる手法の検討にシフの TJ 開口活性には疎水性アミノ酸が重要であることが示トする。今回のペプチド競合阻害実験から明らかとなったされていることから（論文査読中）、MA 026 の疎水性クラ

ように、選択性は高いがペプチド - 中分子間の弱い相互作

スター領域が claudin- 1 の VFDSLL 配列と相互作用してい用であることが TJ 開口の可逆性に寄与している可能性もると考えられる。今後、MA 026 の結晶構造と、現在得ら考えられるため、詳細に検討していく必要があると考えてれている claudin ファミリーの X 線構造解析結果を用いている。

結合モデル作成・相同配列領域比較などを行い、相互作用

最後に MA 026 の X 線結晶構造が得られたことで、構造や特異性に重要な部分構造について検討を進める予定であ

活性相関検討の結果を統一的に理解するための基盤が得らる。

れた。今後、VFDSLL ペプチドや相同領域配列との相互４．総作用を明らかにすることで、MA 026 を用いた非侵襲的薬

括剤送達の科学的基盤を確立する重要な知見となることが期

本研究では主に MA 026 の claudin- 1 を介した作用メカ待できる。

ニズム解析、特に claudin- 1 の部分配列であり、MA 026

皮膚研究の進展に伴い、皮膚トラブルの原因や老化に伴が結合すると示唆されていた VFDSLL 配列ペプチドとのう皮膚変性メカニズムが明らかになってきている。また、

相 互 作 用 解 析 を 行 っ た。VFDSLL ペ プ チ ド に よ り、

高齢社会における美しさ・若々しさに対するニーズから美MA 026 の TJ 開 口 活 性 が 失 わ れ た こ と は、MA 026 が容皮膚研究が進展し、老化に伴うしみ・しわなどの生成メ

claudin- 1 を介して TJ 開口していることを強く示唆するもカニズムについても明らかになっている。その結果、これのであった。さらに claudin ファミリーの VFDSLL 相同領らのトラブルやニーズに対応する成分などが研究開発され域ペプチド競合阻害実験では VFDSLL 配列がごく一部異新たに上市されている。この流れは今後も加速していくとな る だ け で 阻 害 活 性 が ほ ぼ 完 全 に 失 わ れ る も の や、考えられる。さらに科学技術の進歩により複雑な生体高分

VFDSLL 配列のほとんどが異なっていてもある程度阻害子の生産が容易になってきており、医療分野以外でも利用活性があるものもあるなど興味深い結果が得られた。これされるようになってきた。近年耳にすることが多くなったらの結果により、MA 026 の claudin- 1 特異性の高さとと「医薬部外品」では、医薬品のように治療には至らないまで

もに、他の claudin 特異的な阻害活性を示す MA 026 類縁も、高い効果・効能が期待されるような成分が配合され、体が合成できる可能性が見出され、組織選択的透過促進剤

皮膚を介してさらに奥の作用部位に有効成分を届けることと い う 新 た な コ ン セ プ ト を 得 る こ と が で き た。 各 種が必要となってきている。上記のような有効成分には親水

claudin を 導 入 し た quinKO 細 胞 も 取 得 で き て お り、

性の中・高分子化合物も多く存在するため、MA 026 をは

claudin を介した作用のメカニズム解析を進めている。

じめとする透過補助剤により、有効成分をその作用部位ま今回、MA 026 プローブを用いた claudin- 1 の結合解析で浸透させる技術も同時に進展していく必要があると考えでは、結合の証明までには至らなかったが、結合解析に有る。本助成の成果を MA 026 を用いた非侵襲的経皮投与に用なプローブ化に成功したことは今後の研究に大きく寄与

よる有効成分送達に繋げ、皮膚の健康促進に貢献する予定

すると考えられる。さらに SPR を用いた相互作用解析かである。

ら MA 026 と VFDSLL ペプチドとの結合が弱い相互作用− 138 −

天然由来物質による claudin–1 を介した高分子送達の科学的基盤研究（引用文献）

9） Shimura S., Ishima M., Nakajima S., Fujii T., Himeno

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Watashi K., Kobayashi A., Sugawara F., Total Synthesis

2） Singh N., Kalluri H., Herwadkar A., Badkar A., Banga
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and Anti-Hepatitis C Virus Activity of MA026. J. Am.
Chem. Soc. 135, 18949（2013）．
10）Kubota K., Furuse M., Sasaki H., Sonoda N., Fujita K.,
2+

Nagafuchi A., and Tsukita S., Ca -independent cell-

Ther. Drug Carrier Syst. 29, 265（2012）．
3） Wallis L., Kleynhans E., Du Toit T., Gouws C., Steynadhesion activity of claudins, a family of integral

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11）Kanda Y., Yamasaki Y., Shimura S., Kamisuki S.,4） Mukaiyama M., Usui T., Nagumo Y., Non-electrophilic

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12）Uchiyama C., Fukuda A., Mukaiyama M., Nakazawa

5） Mukaiyama M., Yamasaki Y., Usui T., Nagumo Y.,

Y., Kuramochi Y., Muguruma K., Arimoto M., Ninomiya

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6） Kanda Y., Yamasaki Y., Sasaki-Yamaguchi Y., Ida-

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T., TRPA1-dependent reversible opening of tight（2021）．

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促進剤、薬剤吸収補助用組成物、及び医薬組成物」

7） Shiobara T., Usui T., Han J., Isoda H., Nagumo Y.,14）Otani T., Nguyen T.P., Tokuda S., Sugihara K.,

The reversible increase in tight junction permeability

Sugawara T., Furuse K., Miura T., Ebnet K., Furuse

induced by capsaicin is mediated via cofilin-actinM., Claudins and JAM-A coordinately regulate tightcytoskeletal dynamics and decreased level of occludin.

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218, No. 10 3372（2019）．

8） PCT WO 02/062831（2002）．

− 139 −

日本人における接触皮膚炎とバリア機能に関与する遺伝子変異の解析
および 3D スキンモデルを用いた接触皮膚炎の最適な治療法の探索
新潟大学医歯学総合病院皮膚科

林良太

Contact allergy (CD) is an allergy reaction caused by exposure to a substance and the patients with CD is suffer frompain and itchy. We usually perform patch test to identify cause of CD. However, there are many causes of CD including metal, detergent and flavoring. While it take a lot of time to perform patch test and it is difficult to perform it in all clinic. If we
can predict a risk of CD, the patients with CD may be decreased. Recent study demonstrated that the genes of barrier function including FLG were related with CD. However, it is not clear the relationship between CD and genes of barrier functionin Japanese population.
Therefore, we performed mutation analysis of the genes related with barrier function including FLG, FLG2 and TGM5.
We could not perform sufficient number of cases, and it was difficult to conclude the relationship between CD and genes ofbarrier function in Japanese population at this point. While the mutations in the FLG2 gene were identifies in several patientswith CD. We need further studies to clear the relationship between FLG2 gene and CD.
We also tried to establish 3D skin model of CD. It was difficult to use cells of the patients with CD, and we tried to make3D skin models using normal keratinocytes, cytokines including IL– 4, and metal.

1．緒連を特定することを最大の目的とした。この関連性を明ら言かにすることでパッチテストを行わずに原因物質を予想し、接触皮膚炎は外界の刺激、物質に対するアレルギー反応

原因物質を除去することで症状が改善する可能性がある。

によって生じる。かゆみや疼痛といった症状の他、見た目申請者は遺伝性皮膚疾患患者の皮膚を用いた 3 D スキンの問題から精神的苦痛を生じる場合もある。症状が酷い患モデルの作製を行っており、様々な皮膚疾患の患者細胞を者では、パッチテストにより原因物質を特定し、原因物質用いた 3 D スキンモデルの作製を試みている。この手法をを除去することで症状の緩和を目指している。しかし、接用いて、3 D スキンモデルに様々な薬剤を添加することで触皮膚炎の原因は金属アレルギー、洗剤、ハンドクリーム

患者に最適な治療の探索を目指している。本研究では、バなどの使用品、香料など多岐にわたり、原因となるアレル

リア機能に関与する遺伝子に変異／多型が同定された接触

ゲンを調べるためには検査を行う人数の確保、多大な時間

皮膚炎患者の皮膚を用いた 3 D スキンモデル作製を試みた。

の確保が必要であるため全ての施設で行うことは難しい。

２．方

よって、事前に接触皮膚炎のリスクとなる原因物質が分か法

皮膚バリア機能に関与する遺伝子の代表例がフィラグリン

2. 1. 遺伝子解析による病的変異および遺伝子多型の検索をコードする FLG 遺伝子であり、日本人のアトピー性皮遺伝子解析に関して同意説明を行い、同意いただいた接膚炎患者の 30 % 程度に FLG 遺伝子変異が同定される。ま

触皮膚炎患者の血液 2 mL を用いて DNA を抽出した。患た、近年 FLG 遺伝子とニッケルなどの金属アレルギーの者 DNA を用いて FLG 遺伝子、TGM 5 遺伝子、LOR 遺伝関与が指摘されている 1）。

子など皮膚のバリア機能に関与する遺伝子を Polymerase

れば、接触皮膚炎の患者数を減少することが可能となる。

しかし、日本人における FLG 遺伝子とアレルゲンの関

chain reaction（PCR）法により増幅し、direct sequence 法

連を検討した論文はなく、FLG 遺伝子以外のバリア機能

により全エクソンおよびエクソン・イントロン境界部を解に関与する遺伝子の変異とアレルゲンの関連は明らかでな析し、病的変異／多型の有無を確認した。一部の患者におい。本研究の第一の目的は、日本人における接触皮膚炎のいてはエクソーム解析によりこれらの遺伝子の変異の有無

原因物質とバリア機能に関与する遺伝子変異／多型との関を確認した。

Mutation analysis for the genes relatedwith contact dermatitis and barrier
function in the Japanese population, andanalysis for the optimal treatment ofcontact dermatitis using 3 D skin model
Ryota Hayashi
Niigata University Medical and Dental
Hospital, Division of Dermatology

2. 2. 接触皮膚炎3Dスキンモデルの作製
接触皮膚炎患者の表皮細胞および線維芽細胞を用いて3 D スキンモデルを作製することが理想的ではあるが、接触皮膚炎において皮膚生検を行う機会が少ないため、接触皮膚炎患者組織を用いて 3 D スキンモデルを作製することが難しい。よって、健常皮膚を用いた 3 D スキンモデルを− 140 −

日本人における接触皮膚炎とバリア機能に関与する遺伝子変異の解析および 3D スキンモデルを用いた接触皮膚炎の最適な治療法の探索

作製し、サイトカインなどを添加することにより接触皮膚生検を行うことが少ない点からも、残余健常皮膚を用い、炎の 3 D スキンモデル作製を目指した。健常人由来の皮膚サイトカインを添加することにより接触皮膚炎 3 D モデルを用いた 3 スキンモデル作製法は以下の通りである。

の作製を行う方針とした。健常人由来の細胞を用いた検体

健 常 人 由 来 の 線 維 芽 細 胞 と １ 型 コ ラ ー ゲ ン、Fetalの作製法は上記の通りであり、作製した 3 D スキンモデル

Bovine Serum（FBS）、NaHCO 3 などの混合液を混和し、の Hematoxyrin Eosin（HE）染色は図のように正常な角層、培養容器に入れ、真皮成分のコンストラクトを作製した。

顆粒層、有棘層、基底層を有する表皮構造となった。一方、

数日間、線維芽細胞用培養液で培養を行い。数日後に健常

真皮成分はある程度構成はされているものの、我々が普段人に由来の表皮細胞を真皮成分のコンストラクト上層に添見慣れている健常皮膚の HE 染色よりも細胞密度が乏しく、2+加した。以後は Ca 非含有ケラチノサイト用培養液で培更なる改善をする必要があると思われた。

養を行った。3 - 5 日後に Ca 2 + 含有のケラチノサイト用培

過去の報告では、HaCaT 細胞で作成した 3 D スキンモ

養液に変更し、培養を行うことで 3 D スキンモデルを作製

デルに IL- 4、IL- 13 を添加することによりアトピー性皮した。さらに培養液中に IL- 4 などのサイトカインの他、膚炎様の表皮変化を伴う 3 D スキンモデルが出来ることが様々な金属を表皮側に添加することにより接触皮膚炎様の明らかになっている 4）。申請者も健常人皮膚を用いた 3 D

3 D スキンモデルが再現出来るかどうかについて検討した。

スキンモデルの培養液中に IL- 4 や IL- 13 もしくは両サイ

３．結

トカインを添加した。IL- 4、IL- 13 の濃度による影響もあ果

るかもしれないが、現段階では安定してアトピー性皮膚炎

3. 1. 接触皮膚炎患者の遺伝子解析

様の表皮変化を伴う 3 D スキンモデルを作製することが出現段階では遺伝子解析を施行した患者数が少なく、日本来なかった。

人におけるバリア機能に関与する遺伝子と接触皮膚炎の関４．考連を明確に言えるほど明らかにすることは出来なかった。

察接 触 皮 膚 炎 の 原 因 が 同 定 さ れ た 患 者 で FLG 遺 伝 子、

アトピー性皮膚炎において皮膚のバリア機能は極めて重TGM 5 遺伝子、LOR 遺伝子などのバリア機能関連遺伝子

要であるが、アトピー性皮膚炎患者では接触皮膚炎を合併に変異が同定されなかった患者がいる一方で、若年で金属することが多いこと、アトピー性皮膚炎患者の 30 % 程度

アレルギーを有する難治性手湿疹の患者においては FLG

が FLG 遺伝子に変異を有すること、FLG 遺伝子変異とニ遺伝子に病的変異を有する症例も存在した。TGM 5 遺伝ッケルなどの金属アレルギーの関与があること、などから子、LOR 遺伝子に明らかな病的変異をもつ症例はなかった。

接触皮膚炎と FLG 遺伝子などのバリア機能関連遺伝子と一方、一部の患者おいて FLG 2 遺伝子にナンセンス変の関連があると考えられる 1）。一方で、日本人においては異がみられたが、現段階では接触皮膚炎と関与するかどう

接触皮膚炎患者で遺伝子解析を行われることは多くないとかは症例数が少ないため不明である。

想定され、研究自体がほとんどないのが現状である。

3. 2. 接触皮膚炎患者細胞を用いた3Dスキンモデル

日本人における接触皮膚炎患者とバリア機能関連遺伝子の我々が行っている研究も検体数が少ないため、現段階での作製

変異の有無については明らかなことがいえる状況ではない。

本来は、接触皮膚炎患者の生検検体の余剰皮膚を用いた

一 方、 若 年 の 難 治 性 手 湿 疹 で 当 初 acral peeling skin

表皮細胞、線維芽細胞を用いて 3 D スキンモデルを作製す

syndrome の可能性も考え、原因遺伝子である TGM 5 遺伝

ることが理想ではあったが、接触皮膚炎患者において皮膚子を解析したが変異が同定されなかった患者が後に金属ア

図

健常人細胞を用いた3 Dスキンモデル− 141 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

レルギーを有していることが明らかになった。この患者はでより安定した 3 D スキンモデルを作製することが出来る

FLG 遺伝子に機能喪失型変異を有しており、FLG 遺伝子

かどうかについて検討を重ねていく。

変異が金属アレルギーの発症に関与していた可能性は否定

５．総できない。今後、症例数を増やすことにより日本人における FLG 遺伝子と金属アレルギーの関連が明らかになる可能性があり、研究を継続したいと考えている。

括

本研究の最大の目的である日本人におけるバリア機能関連遺伝子と接触皮膚炎の関連および接触皮膚炎モデルとな

一方、今回の解析で接触皮膚炎を有した患者に一定数り得るについてはまだ結論が出ていない状態である。しかFLG 2 遺伝子にナンセンス変異を有していることが明らし、コーセーコスメトロジー研究財団の助成により、本研かになった。FLG 遺伝子と同様に FLG 2 遺伝子もバリア

究の活動を開始することが出来た。これからも本研究のテ機能に関与することが知られており、アトピー性皮膚炎とーマを継続し、最終的には目的を達成したいと考えている。

の関連や皮膚が剥脱しやすくなる Peeling Skin Syndromeの原因遺伝子として報告されているが 2 , 3）、FLG 遺伝子と（引用文献）違い、皮膚のバリア機能との関連がはっきりとしている訳

1） Lagrelius M, Wahlgren CF, Bradley M et al.

ではない。実際に、今回の研究とは関連しないが申請者がFilaggrin gene mutations in relation to contact allergy

以前に他疾患の診断確定のためにエクソーム解析を施行しand hand eczema in adolescence. Contact Dermatitis

た際にも FLG 2 遺伝子に変異が同定されることも多く経

82: 147-152, 2020.

験している。FLG 2 遺伝子が接触皮膚炎の疾患感受性遺2）Margolis DJ, Gupta J, Apter AJ, et al. Filaggrin-2伝子であるかどうかについては大規模な症例検討を行う必

variation is associated with more persistent atopic

要がある。

dermatitis in African American subjects. J Allergy Clin

3 D スキンモデル作製に関しては元々予定をしていた接Immunol; 133: 784-9, 2014.

触皮膚炎患者細胞を用いることは難しく、健常人の細胞お3）Mohamad J, Sarig O, Godsel LM, et al. Filaggrin 2

よび IL- 4 や IL- 13、金属を添加することにより接触皮膚Deficiency Results in Abnormal Cell-Cell Adhesion in

炎類似の 3 D スキンモデルを作製した。前述の通り健常人

the Cornified Cell Layers and Causes Peeling Skinの細胞を用いて作製した 3 D スキンモデルの真皮成分はや

Syndrome Type A. J Invest Dermatol; 138: 1736-1743,

や疎な印象はあるが、表皮に関しては我々が皮膚病理組織

2018.

を観察する正常の表皮と類似している。しかし、健常人の4）Clarysse K, Pfaff CM, Marquardt Y et al. JAK1/3細胞を用いた場合には表皮はややアトピー性皮膚炎様に肥inhibition preserves epidermal morphology in full-厚する場合があり、IL- 4 や IL- 13 を添加した場合とそれ

thickness 3D skin models of atopic dermatitis andほど差が出ない場合もあることから安定して接触皮膚炎様psoriasis. J Eur Acad Dermatol Venereol 33: 367-375,の表皮変化を伴う 3 D スキンモデルの作製が出来ていない。

2019.

今後は FLG 遺伝子に変異を有する患者細胞を用いること− 142 −

加齢に伴い皮膚での産生量が減少する新規皮膚ステロイドの機能解明
昭和大学医学部生化学講座

原口省吾

The skin, like the gonads and adrenal glands, synthesizes steroid hormones on its own. Steroids synthesized in the gonads and adrenal glands circulate and exert their effects throughout the body. In contrast, those synthesized in the skin arethought to exert their effects locally in the skin. Although there have been many studies on steroid synthesis in the skin, we
have newly identified two new cutaneous steroids synthesized in the human epidermis (let us call them Steroid X and Steroid
Y). In this study, we aimed to reveal the functions of these two newly identified cutaneous hormones. First, transcriptome
analysis was performed to determine what gene expression changes this new cutaneous steroid causes in epidermis-derived
skin cell lines. The results suggest that steroid Y causes expression changes in a group of genes involved in the regulation oftranslation initiation and has a suppressive effect on translation initiation. On the other hand, Steroid X altered the expression of many long noncoding RNAs and transcripts of unknown function, but what kind of cellular functions are involved
remains unknown. Therefore, we focused our analysis on steroid Y. We found that steroid Y repressively regulates translation initiation through the regulation of ribosomal protein small subunits (RPSs) and eukaryotic translation initiation factors(eIFs). Epidermal thickening was observed in mice in which this steroid Y synthase was knocked out in the epidermis. Whenepidermal tissue isolated from human skin was used to analyze the effects of steroid Y, changes in inhibitory regulation oftranslation initiation were observed. These results suggest that steroid Y suppresses excessive cell differentiation and proliferation in the epidermis, and thus helps to form an appropriate epidermal layer and to prevent skin cells from becoming
cancerous.

1．緒

言

性腺や副腎と同様に、皮膚でもコレステロールを材料にして様々なステロイドホルモンが合成されている。皮膚でステロイド合成を行っている細胞は、表皮の角化細胞や真皮の皮脂腺細胞、線維芽細胞などが知られている 1 - 3）。これらの細胞によって、皮膚は独自に男性ホルモン（テストステロンや 5 α- ジヒドロテストステロンなど）や女性ホルモン（エストラジオールなど）を合成し、性腺で合成され循
環して皮膚に到達する性腺由来の性ホルモンと皮膚において協働することで、皮膚機能を精緻に制御している（図 1）。
これらの研究成果を応用した例として、男性型脱毛症（androgenetic alopecia：AGA）の治療で用いられるフィ
ナステリドや、美肌を目指した化粧品などに配合されるイ

図1 性腺と脳・皮膚の性ステロイドが協働し、脳・皮膚の機能を精緻に制御しているが、加齢による性腺機能低下はバランスを崩壊させる

ソフラボン等がある。
しかしながら、性ホルモンはステロイド骨格をベースにした共通性の高い構造を示し、正反対の作用を示す男性ホ
ルモン・テストステロンと女性ホルモン・エストラジオー

ロイドに構造的な違いはないため、皮膚で合成される性ス

ルであっても非常に似通った構造を持つ（図 2）。さらに、

テロイドの生理的意義に関しては不明確な点も多い。そこ

皮膚で合成される性ステロイドと性腺で合成される性ステで性腺において性ステロイド合成量が減少する高齢時のマウスをモデルとして、皮膚ステロイド合成系の生理的意義解明を目的とした研究を行った。その結果、高齢時の皮膚

Functional analysis of a novel epidermal
steroid hormone decreasing in the skinwith advancing age
Shogo Haraguchi
Department of Biochemistry, Showa
University School of Medicine

機能低下を引き起こす要因の一端に、性腺で合成される性ステロイドと皮膚で合成される性ステロイドのバランスが乱れ、皮膚局所におけるホルモンの協調的な働きが崩壊することにあることを明らかにした（図 1、投稿中）。
このように高齢時の皮膚内分泌系を詳細に解析する過程− 143 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図2 生理作用は大きな違いを示すテストステロンとエストラジオールだが、代謝経路上で見ると隣り合っている図3 ステロイド合成酵素Zはヒト表皮では主に有棘層から顆粒層に発現が見られたで、ヒトの皮膚には未報告のステロイド合成経路が存在す

対して、ステロイド X あるいはステロイド Y を作用させ、ることを発見した。そこで、研究代表者のこれまでのステ発現変動を示す遺伝子を網羅解析することで作用解明の手

ロイド研究の経験に基づき質量分析やメタボローム解析を掛かりとすることにした。

4 - 6）、ヒト表皮で合成される 2 つの新HaCaT 細胞、線維芽細胞、B 16 F 10 細胞を培養し、そ規ヒト皮膚ホルモン（便宜的に新規皮膚ステロイド X と新

れぞれの細胞に対して溶媒添加（コントロール群）あるいは

規皮膚ステロイド Y とする）を同定した。この 2 つのステステロイド X 添加（実験群 1）、ステロイド Y 添加（実験群 2）

ロイドは、同一のステロイド合成酵素（便宜的にステロイを行った。3 種類の細胞はステロイド処理後 3 時間で細胞ド合成酵素 Z とする）により産生され、ステロイド合成酵の回収を行った。回収した細胞から total RNA を抽出し、

素 Z はヒト表皮の有棘層・顆粒層に発現していた（図 3）。

トランスクリプトーム解析（受託解析）とバイオインフォマ

また、ステロイド合成酵素 Z の発現量と表皮で合成される

ティクス解析（サントリー生命科学財団・佐竹炎主幹研究ステロイド X とステロイド Y の量は加齢に伴い減少した。

員らの支援を受けた）を行った。バイオインフォマティク

従って、この 2 つの新規皮膚ステロイドは表皮において、

ス解析では、Gene Ontology（GO）解析、GO エンリッチ

何らかの生理機能を持ち、その減少が高齢者の皮膚疾患やメント解析を行うことで、新規皮膚ステロイドがどのよう皮膚症状の発症や悪化に関わる可能性が考えられた。そこ

な皮膚機能に関与しているのか予測を行った。

駆使した解析を行いで、本研究は 2 つの新規皮膚ステロイドの機能解明を行う
ことで、老人性皮膚疾患に対する新たな治療法開発や、高齢者の皮膚の健康維持に関わる化粧品の開発を行うことを

2. 2. ステロイドYによる翻訳活性制御、細胞代謝活性の解析目的とした。

2 . 1 . の解析より、ステロイド Y はタンパク質の翻訳開２．方始制御に関わる遺伝子群を大きく変動させ、さらにバイオ法

インフォマティクス解析により翻訳開始を抑制する向きの2. 1. 皮膚由来細胞株に対する新規皮膚ステロイドの作用を持つことが示唆された。そこで、HaCaT 細胞を用

作用解析

いてステロイド Y により発現が抑制されることが示唆されステロイド X とステロイド Y の皮膚に対する作用は未知

たタンパク質に実際に発現変化が生じるのかをウエスタン

であり、受容体も未同定であり、どのような細胞に対して、

ブロッティングにより解析した。細胞の調製は 2 . 1 . に従どのような作用を働きかけるのかは推測が困難であった。

ったが、タンパク質レベルでの変化を検出するためステロ

しかし、組織局所で合成されるステロイドは一般的に循環

イド処理の時間は 48 時間とした。ウエスタンブロッティ

しないため

7 , 8）、ステロイド X とステロイド Y は合成部位である表皮、またはその近傍で機能しているであろうと考

ングは定法に従った（抗体は、Proteintech、Cell Signaling
Technology、Abcam などから購入した）。

えられた。そこで、ヒト角化細胞株 HaCaT 細胞、ヒト皮

加えて、タンパク質の翻訳が抑制され、細胞の代謝活性

膚線維芽細胞、マウスメラノーマ由来の B 16 F 10 細胞にに変化が生じることが予測されたため、細胞の増殖（同仁− 144 −

加齢に伴い皮膚での産生量が減少する新規皮膚ステロイドの機能解明

化学研究所）、グルコースと乳酸（同仁化学研究所）、ATPん だ 組 織 を 4 ℃、 オ ー バ ー ナ イ ト で 酵 素 処 理（Miltenyi

産生（同仁化学研究所）、ADP/ATP 比（同仁化学研究所）、

Biotec）し、表皮層のみを回収し培養した。無血清培地でNADP/NADPH 比（同仁化学研究所）などを解析した。

培養したヒト表皮は 2 つに切り分け、溶媒群とステロイド
Y 添加群を作製した。表皮に発現する mRNA やタンパク2. 3. ステロイドYの受容体探索

質の発現変化は、48 時間のステロイド Y 処理後に解析した。

2 . 1 . の解析から、ステロイド Y はタンパク質の翻訳開始制御に関わることが示唆された。この結果は HaCaT 細さらに 1 週間ステロイド Y 処理を行った表皮を用いて形態学的な解析も行った。

胞の解析結果から得られたが、一方で、B 16 F 10 細胞では

３．結タンパク質の翻訳開始制御に関わる遺伝子に発現変動は見ら れ な か っ た。 こ の こ と は、 ス テ ロ イ ド Y の 受 容 体 は
HaCaT 細胞に高発現し、B 16 F 10 細胞では発現量が低い

果

3. 1. 皮膚由来細胞株に対する新規皮膚ステロイドの作用解析ことを示唆する。どのようなタイプの受容体がステロイド

コントロール群とステロイド X 添加群、あるいはコント

Y 受容体として機能しているのか不明であったが、従来かロール群とステロイド Y 添加群で解析を行ったところ、スらステロイド受容体として知られている核内受容体と、新テロイド X のみ、あるいはステロイド Y のみで変動する遺たなステロイド受容体として報告が相次いでいる G タンパ

伝子群が見つかったが、一方で、ステロイド X でもステロ

ク質共役型受容体（G protein-coupled receptor：GPCR）を

イド Y でも同様の発現変動を示す遺伝子群も見つかった。

候補として考えた 9 - 11）。

これは当初から想定していた結果であり、ステロイドはそ

そこで GPCR がステロイド Y の受容体として機能するのの高い構造的類似性から受容体への結合において、ほかのか明らかにするために、HaCaT 細胞にステロイド Y を作

ホルモンほど厳密な特異性は示さない 12）。また、本実験用させ、1 細胞イメージングにより細胞のカルシウム変化を行う時点においては、ヒトやマウスの皮膚組織におけると cAMP 変化を解析した。本解析では東京大学総合文化ステロイド X やステロイド Y の生理的濃度に関しても断片

研究科・坪井貴司教授らの協力を得た。

的な知見しかなく、ほかのステロイドホルモンに関する研また、2 . 1 . のトランスクリプトーム解析のデータから、究例を参考にしている段階であった。そこで、ステロイド

HaCaT 細胞で高発現する核内受容体かつ B 16 F 10 細胞でX とステロイド Y で同様の増減を示した遺伝子群は、ステは発現量が低い核内受容体のリストアップを行った。

ロイド合成酵素 Z 依存的な部分構造による非特異的変化だと想定して解析を進めた。

2. 4. ステロイド合成酵素Zの表皮特異的ノックアウト
マウスの表現型解析に作用させた場合、多くの長鎖ノンコーディング RNA

ステロイド X とステロイド Y の合成に関わるステロイド（long non-coding RNA：lncRNA）や機能未知の転写産物合成酵素 Z のコンディショナルノックアウトマウスを作製（transcripts of unknown function：TUFs）13）を増加させするために、ステロイド合成酵素 Z の flox マウスを作製した。何かしら転写制御に関わるような機能がステロイド X

た（Flox マウスの作製は先端モデル動物支援プラットフォにあるのかもしれないが、ステロイド X の機能解明に関しームによる支援を受けた）。 こ の flox マ ウ ス を Ivl-ては行き詰まった。

CreERT 2 マウス（The Jackson laboratory）あるいは K 14 -

その結果、ステロイド X は HaCaT 細胞や B 16 F 10 細胞

一方で、ステロイド Y は HaCaT 細胞に作用させた場合、Cre マウス（The Jackson laboratory）と掛け合わせて、表

リボソームタンパク質小サブユニット（ribosomal protein

皮特異的ステロイド合成酵素 Z のノックアウトマウスを作

small subunit：RPS）や真核生物翻訳開始因子（eukaryotic

出した。このマウスを用いて、皮膚の形態学的解析を行っtranslation initiation factor：eIF）に顕著な発現変動が見た。

られ、GO エンリッチメント解析でも翻訳開始制御をネガ
ティブに制御することが示唆された。一方で、B 16 F 10 細2. 5. ヒト皮膚組織を用いたステロイドYの作用解析

胞にステロイド Y を添加しても、このような翻訳開始に関

上記の 2 . 1 . ～ 2 . 4 . は、ヒトやマウスの細胞株やマウス個体を用いた解析であるため、実際にヒトの皮膚でもステ連する因子群に変動は見られず、B 16 F 10 細胞はステロイ
ド Y 受容体の発現が極めて低いことを示唆した。

ロイド Y が翻訳活性制御に関わるような作用を発揮するのかを明らかにするために昭和大学整形外科と連携し、ヒト皮膚組織で解析を行った。

3. 2. ステロイドYによる翻訳開始関連因子の発現抑制作用

昭和大学病院より手術直後にでた余剰検体組織から、皮前述のようにステロイド X は TUFs を変化させたが、そ下組織を可能な限り目視で取り除き、表皮層と真皮層を含の意義を解析するには更に十分な検討と予備的な解析など− 145 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023が必要となると考えられた。そこで、これ以降はステロイ
ド Y の解析を主として進めた。ステロイド Y の翻訳活性制御に関わる因子群に対する発現抑制作用がタンパク質レベルでも再現できるのかをウエスタンブロッティングにより解析を行い、ステロイド Y 処理後 48 時間で RPSs や eIFsの 低 下 が 検 出 さ れ た。 さ ら に、 同 様 の 処 理 を 行 っ た
HaCaT 細胞では 48 時間後に、細胞数に有意な差は認められなかったが、細胞中のグルコース消費量が 40 % 以上減
少し（図 4）、ATP 産生量が有意に減少していた。一方で乳酸に変化は認められなかった。

3. 3. ステロイドY受容体探索
詳細な機序は不明だが、ステロイド Y は HaCaT 細胞に対して作用すると翻訳開始関連因子の抑制と、グルコース

図4 ステロイドY処理を48時間行った細胞では、細胞中のグルコース消費量が顕著に減少していた

消費量、ATP 産生量の減少を引き起こしたため、何かしらのシグナルを介して HaCaT 細胞に意味のある変化を引き起こしていると考えられた。そこで、次に受容体の探索に取り組んだ。解析では、ステロイドの作用標的として知られている核内受容体と GPCR を主たる解析対象とした。
トランスクリプトーム解析の結果から、ステロイド Y 処理により 3 時間で mRNA 発現量が有意に変化するため、3時間以内に何らかの変化を細胞に引き起こすはずである。
そこで GPCR を標的とした解析では、ステロイド Y によって HaCaT 細胞内の cAMP やカルシウムが 3 時間以内に変動を示すのかを 1 細胞イメージングにより解析を行った。
その結果、1 時間以内では HaCaT 細胞において cAMP とカルシウムに変動は見られなかった。現在、ステロイド処

図5 ステロイド合成酵素Zの表皮特異的ノックアウトマウスでは、表皮が乾癬様に肥厚した

理後 3 時間までの解析を進めている。
核内受容体に関しては、3 . 1 . の結果からステロイド Y
処理後 3 時間で発現量が 3 倍以上に増加する遺伝子が見つ性周期を考慮する必要があり、データの解釈が複雑になるかっていたため、この遺伝子を核内受容体のスクリーニン

ため、現時点では解析を見送った。その後、6 週齢になっグを行う際の指標として用いることにした。HaCaT 細胞たマウスの皮膚を形態学的に解析した。その結果、タモキと B 16 F 10 細胞に発現している核内受容体をすべてリス

シフェン投与により表皮でステロイド合成酵素 Z をノックトアップし、その中から mRNA 発現量の比が HaCaT 細胞アウトしたマウスでは、表皮が乾癬様に肥厚していた（図/B 16 F 10 細胞で 10 以上の遺伝子をスクリーニング対象と5）。

した。その結果、リガンド既知の受容体が 4 つ、リガンド
未同定のオーファン受容体が 3 つ候補として浮かび上がっ

3. 5. ヒト皮膚組織におけるステロイドYの作用解析た。そこで、これらの受容体とステロイド Y の結合試験、

3 . 1 . ～ 3 . 4 . の解析からステロイド Y は、翻訳開始関

受容体のノックダウン、質量分析を用いたノンターゲット

連因子の発現を抑制し、その結果として表皮の肥厚を引きな受容体探索など、複数の手法を組み合わせてステロイド

起こすことが示唆された。この結果が、ヒト表皮でも同様

Y 受容体の同定を目指して解析を進めている。

に起きるのかをヒト皮膚組織を用いて解析を行った。その結果、ヒト表皮においてもステロイド Y 処理 48 時間後に

3. 4. ステロイド合成酵素Z表皮特異的ノックアウトマ
ウス皮膚の形態学的解析

翻訳開始制御に関わる因子群の発現低下が見られた。一方

ステロイド合成酵素 Z の flox マウスと Ivl-CreERT 2 マリンにより染色される細胞核の数の減少が見られた（図 6）。

で、ステロイド Y 処理を 1 週間行った表皮ではヘマトキシ

ウスを掛け合わせ、出生後 4 週目の雄マウスへ 1 日おきに
1 週間タモキシフェンの腹腔内投与を行った。雌マウスは− 146 −

加齢に伴い皮膚での産生量が減少する新規皮膚ステロイドの機能解明

図6 単離したヒト表皮をステロイドY添加下で1週間培養し、形態学的変化
を解析した

４．考

察

に関わる因子の間にどのようなシグナルが介在しているの本研究はヒト表皮には未報告のステロイド代謝経路が存かは不明である。受容体が同定できていない現状では、ス

在することを発見し、その発見に基づいて新規皮膚ステロ

テロイド Y の表皮における標的細胞の同定や、詳細なシグ

イド 2 つを同定した研究結果に基づいて研究を行った。本

ナル伝達経路の解析は困難であり、現在、共同研究者らの解析からステロイド X が皮膚で何をしているのかは依然と知見や技術的な協力を得ながら解析を進めている。ステロ

して不明ながら（何かしらの生理的に意味のある作用を持

イ ド 受 容 体 の 研 究 に 関 し て は、 テ キ サ ス 大 学 の Peter

つのかも現時点では不明である）、ステロイド Y に関してThomas 教授らが最も実績があるがコロナ禍において共同

は RPSs や eIFs といった翻訳開始制御に関わる因子の抑制、研究には限界があった。幸いにも今後は受容体同定に向けステロイド合成酵素 Z をノックアウトすると表皮に肥厚がた共同研究を実施しやすくなると期待でき、受容体を同定見られ、ステロイド Y を添加した培養液で 1 週間培養したすることでステロイド Y と翻訳開始制御因子間に介在する

ヒト表皮では細胞数の減少が見られた。

謎の解明に迫りたい。

ステロイド Y に関してはリボソームタンパク質の減少を

翻訳開始を抑制的に制御するステロイド Y が欠落した場引き起こすため、新たなタンパク質の合成を低下させる作

合に、ノックアウトマウスでなぜ皮膚の肥厚が起きたの用があると考えられる。ステロイド Y は RPSs や eIFs であか？であるが、表皮基底層の幹細胞の過剰な分化・増殖はれば何でも減少させるわけではなく、特定の RPSs や eIFs

表皮の肥厚やがん化を引き起こす。従って、ステロイド Yの減少を引き起こす。そのため、ステロイド Y により合成

は 有 棘 層・ 顆 粒 層 で 合 成 さ れ る と 傍 分 泌（paracrine

量が減少するタンパク質は、特定の RPS が合成に関わる

signaling）により表皮幹細胞に作用し、表皮幹細胞が適切タンパク質群であることが推測される。従って、今後、こなスピードで分化・増殖することを助け、適切な表皮層形の特定の RPS をノックダウンしトランスクリプトーム解成やがん化抑制に関わるホルモンなのかもしれない。最初析を行うことや、リボソームプロファイリング法による解に述べたようにステロイド Y は高齢者で減少するため、高析を行うことで、ステロイド Y が RPSs や eIFs を介して細齢者に好発する表皮のバリア機能低下に起因した掻痒症や胞内のどのような機能を制御しているのか、より明快にで乾癬、あるいは基底細胞癌の治療に有効であるかもしれな

きるのではないかと考えている。

い。また、リボソーム機能の異常に起因した疾患であるリ

また、核内受容体がステロイド Y の受容体の可能性が高ボソーム病（ribosomopathy）への関与も考えられる。現在、

いと現時点では考えているが、核内受容体と翻訳開始制御

リボソーム病としての病態が明らかになっている疾患はダ− 147 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

イアモンド・ブラックファン貧血（指定難病 284）など一部

G, Chowdhury VS, Lei XF, Miyazaki T, Kim-Kaneyamaに限られているが、リボソームの生合成機序は未だ研究がJR, Nakamachi T, Matsuda K, Ohtaki H, Tokumoto T,

始まったばかりであり、表皮には未知のリボソーム病が潜Tachibana T, Miyazaki A, Tsutsui K. Light-at-night

んでおり、それが皮膚の難治性疾患とされる様々な病気のexposure affects brain development through pineal

発症や悪化に関わっていることも考えられる。現在は、こallopregnanolone-dependent mechanisms. eLife. 8,のような視点から、翻訳開始制御因子の抑制がどのような

e45306（2019）．

皮膚機能に関わる可能性があるのか検討を進めている。

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コラーゲン合成に必須なビタミン C 輸送メカニズムの解明
岡山大学学術研究院医歯薬学域

日浅未来

Collagen is abundant in skin and blood vessel walls and provides mechanical strength and flexibility to tissues andorgans. Collagen is a protein synthesized by mesenchymal cells; it is synthesized intracellularly as procollagen, which issecreted extracellular space and then polymerized. In procollagen biosynthesis, proline is hydroxylated in the endoplasmic
reticulum by proline hydroxylase, an enzyme that requires ascorbic acid, so-called vitamin C, as a coenzyme, to convert itto hydroxyproline. Hydroxyproline contributes to the stability of the triple helix structure, and a deficiency of vitamin C orproline hydroxylase results in immature collagen. Vitamin C is essential for collagen synthesis and maturation, but the mechanism by which vitamin C is transported to the endoplasmic reticulum, the site of proline hydroxylation, is not clear. In thisstudy, we focused on glucose transporters (GLUTs) belonging to the SLC2A family as transporters that accumulate vitamin
C in the endoplasmic reticulum. There are 13 subtypes of GLUTs, which are classified into Classes I-III based on amino acidsequence homology. GLUTs belonging to Class III have not been well studied, but they are intracellular membrane-localized
transporters that recognize DHA, an oxidized form of vitamin C, as a substrate. The aim of this study is to demonstrate that
GLUTs function as vesicular DHA transporters and to elucidate their physiological actions. We investigated GLUTs that are
mainly expressed in collagen-secreting vascular smooth muscle cells and found that GLUT8, 10, and 12 are expressed in
vascular smooth muscle cells (VSMCs). The fact that GLUT10 and 12 are well expressed in the endoplasmic reticulum andthe low expression of GLUT12 suggests that GLUT10 is the GLUT that can function in the ER in VSMCs. To elucidate thephysiological functions of GLUT10 as a vesicular DHA transporter, we plan to examine DHA transport activity and quantification of collagen and hydroxyproline in GLUT10 knockdown cells.

1．緒

C を蓄積するトランスポーター（輸送体）として、SLC 2 A

言ファミリーに属するグルコーストランスポーター（GLUT）

コラーゲンは、皮膚や腱、軟骨、骨、血管壁に多く存在に注目した。

し、組織や器官に機械的な強さや柔軟性を賦与する。コラ

GLUT は細胞膜に局在し、細胞内にグルコースを供給すーゲンは間葉性細胞が合成するタンパク質であり、細胞内ることで生体恒常性の維持に関与している。GLUT にはでプロコラーゲンとして合成され、細胞外に分泌された後13 種のサブタイプが存在し、アミノ酸配列の相同性からに重合化して線維が形成される。細胞内のプロコラーゲン

クラスⅠ〜Ⅲに分けられる 1）。クラスⅠには、GLUT 1 , 2 ,生合成過程において、小胞体でペプチド鎖中の Y 位のプロ

3 , 4 が属している。GLUT 1 をはじめとして、現在最も研リンがプロリンヒドロキシラーゼの作用により水酸化され、究が進んでおり、その生理学的役割も確認されている。

ヒドロキシプロリンへと変換される。この酵素は補酵素とGLUT 1 は脳血液関門のグルコース輸送を担っており、遺してアスコルビン酸、いわゆるビタミン C を必要とする。

伝的欠損によって小児性のてんかんや発達遅延が発症する

このヒドロキシプロリンはコラーゲンを特徴づけるトリプ

ことがわかっている 2）。また、GLUT 2 は SGLT 2 と共役し、

ルへリックス構造の安定性に寄与しており、ビタミン C の不足やプロリンヒドロキシラーゼが欠損するとコラーゲンが成熟できない。実際に個体レベルでビタミン C が不足す
るとコラーゲン形成が障害され、血管壁の損傷や出血を伴う壊血病や骨形成異常を示す。以上のようにコラーゲン合成・成熟にはビタミン C が必須であるが、プロリン水酸化の場である小胞体へとビタミン C を供給するメカニズムは明らかになっていない。本研究では、小胞体内にビタミンTransport mechanism of vitamin C
essential for collagen synthesis
Miki Hiasa
Okayama University, Faculty of Medicine,
Dentistry and Pharmaceutical Sciences− 149 −

図1 小胞体におけるコラーゲン合成とGLUTsコスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

腎臓の近位尿細管においてグルコースの再吸収に関与して２．方いる。そのため、GLUT 2 の欠損はグリコーゲン貯留や高血糖からなる肝腫大を引き起こすファンコニー・ビッケル法

2. 1. マウス血管平滑筋細胞（VSMC）初代培養

3）症候群を発症することが知られている 。クラスⅡには、安楽死させた C 57 BL/ 6 マウスより大動脈を摘出し、GLUT 5 , 7 , 9 , 11 が属しており、フルクトース輸送能をもPBS で血液を洗浄した。その後、10 % FBS を含む DMEM

つという特徴がある 4）。さらに GLUT 9 は腎臓や肝臓で尿培地中で中膜を採取した。採取した中膜を 1 mm 2 程度に酸を輸送するため、遺伝的欠損によって、腎性低尿酸血症

カットし、コラゲナーゼ溶液（3 . 0 mg/mL コラゲナーゼタの原因になることが報告されている

5 , 6）。一方で、クラス

イプⅡを添加した DMEM 培地）に回収し、37 ℃、5 % CO 2

Ⅲには、GLUT 6 , 8 , 10 , 12 , 13 が属しており、他のクラス存在下で 6 時間保温した。DMEM 培地で洗浄し、1250 rpm、と比較すると研究が進んでいない。また、このクラスは細室温で 5 分間遠心した。得られた沈殿物を DMEM 培地で胞内膜への局在モチーフをもつため、細胞膜上でなく細胞洗浄し、さらに 1250 rpm、室温で 5 分間遠心した。沈殿

内に局在するという特徴をもっている

7 , 8）。クラスⅢに属を DMEM 培地で懸濁し、37 ℃、5 ％ CO 2 存在下で 5 日間培養した。継代し、血管平滑筋細胞を得た。

する GLUT のうち、GLUT 8 は、酸化型ビタミン C である
デヒドロアスコルビン酸（DHA）を輸送することが強く示
唆されている 9）。また遺伝子レベルで精巣、脳、副腎、肝臓、脾臓、肺に発現することが示されている

10）。GLUT 12 は、

2. 2. 免疫組織化学
ポリ -L- リジンでコートしたカバーガラス上で培養した心臓や骨格筋などの組織に発現し、GLUT 4 同様にインス

血管平滑筋細胞を PBS で洗浄し、4 % パラホルムアルデヒ

リン感受性が示唆されている 11）。さらに当研究室での解ドで室温にて 30 分間固定した。PBS で洗浄した後、0 . 2 %12）。

サポニン、2 % ヤギ血清、1 % BSA を含む PBS で室温、15し か し、 組 織 で の 詳 細 な 局 在 や 機 能 は 不 明 で あ る。

分間反応させた。0 . 5 % BSA を含む PBS で希釈した一次

GLUT 10 は、GLUT 8 と同じようにグルコース以外にも抗体を室温で 1 時間反応させ、PBS で洗浄後、0 . 5 % BSA

析により、DHA を基質とすることが示唆されている

13）。さらに、動脈を含む PBS で希釈した二次抗体を室温で 1 時間反応させの蛇行や拡張、狭窄を引き起こす動脈蛇行障害（Arterial

た。切片を封入後、生物用共焦点レーザー走査型顕微鏡

Tortuosity Syndrome, ATS）の原因遺伝子であることが判

FV 1200 -IX 83（OLYMPUS）で観察した。

DHA を輸送することが報告されている8）

明している 。しかし GLUT 10 ミスセンス変異マウスを用いた実験では、動脈系の異常が見られない報告もあり 14 , 15）、

2. 3. ビタミンC処理によるコラーゲン量変化の定量

GLUT 10 欠損によってどのように ATS が引き起こされる

VSMC を、FBS を 含 ま な い 培 地 へ 培 地 交 換 し た。

か不明である。また、GLUT 10 が発現する細胞や細胞内100 µg/mL L- アスコルビン酸 2 - リン酸セスキマグネシの局在についても線維芽細胞や血管平滑筋細胞、小胞体やウムを添加し、5 日間培養した。ピクロシリウスレッド染13, 16）

色液 1 mL に培養上清を 100 µL 添加し、ローテーターで

以上のように、クラスⅢに属する GLUTs については機

30 分間撹拌した。12 , 000 rpm、10 分間遠心後、沈殿物を能や局在がよくわかっていないが、細胞内膜局在型のトラ

0 . 5 M 水酸化ナトリウムにて溶解し、吸光度（540 nm）測

ンスポーターであり、基質として酸化型ビタミン C である

定した。検量線を用いて吸光度からコラーゲンを定量した。

ミトコンドリアなどが報告されており、はっきりしない。

DHA を認識している。クラスⅢに属する GLUTs がコラー

３．結

ゲン産生細胞の小胞体に局在し、DHA を小胞体内へ輸送・

果

研究は GLUTs が小胞型 DHA トランスポーターとして機3. 1. マウス血管平滑筋細胞（ VSMC）の単離とGLUTsの発現能することを証明し、その生理作用を明らかにすることを大動脈の中膜には、血管平滑筋細胞（VSMC）が多く存在

目的としている。クラスⅢ型 GLUTs のうち、GLUT 13している。マウス大動脈の中膜からコラゲナーゼにより（HMIT）は主に脳の神経に発現し、プロトンを駆動力としVSMC を単離した。VSMC のマーカーである抗 α-SMA 抗

蓄積する働きを担っているのではないかと考えられる。本17 , 18）

体を用いた免疫染色により VSMC が単離できたことを確グルコースの輸送には関与していないとされている。加え認した。RT-PCR 法を用いて単離 VSMC における GLUT 8 ,て GLUT 6 はリソソームに存在していることがわかってい10 , 12 の 発 現 を 確 認 し た。GLUT 12 の mRNA 発 現 はてミオイノシトールを輸送することが知られており、

1）

るため 、GLUT 6 , 13 は除外し、残りの GLUT 8 , 10 , 12

GLUT 10 , 12 と比較して少ないことが示唆された。

について検証を行った。コラーゲン産生細胞である、血管
平滑筋細胞（VSMC）
を用いて実験を行った。

− 150 −

コラーゲン合成に必須なビタミンC 輸送メカニズムの解明

3. 2. マウスVSMCオルガネラにおけるGLUTsの局
在数 を 算 出 し た（ 図 3）。 そ の 結 果、GLUT 8 は、PDI、次いで、間接蛍光抗体法を用いて免疫染色を行った。そおらず、ピアソンの相関係数は、COX Ⅳ : 0 . 22、GM 130 :の結果、GLUT 8 , 10 , 12 は VSMC に発現することが示さ

0 . 25、PDI : 0 . 07 で あ っ た。GLUT 10 は、PDI と 多 く 共

れ た が、GLUT 12 の シ グ ナ ル は 弱 か っ た。 ク ラ ス Ⅲ の局在しており、COX Ⅳともわずかに共局在していたがGLUTs について、その局在が細胞種で小胞体、ゴルジ体、GM 130 とはほとんど共局在していなかった。ピアソンのミトコンドリア等異なることが報告されているため、相関係数は、COX Ⅳ : 0 . 29、GM 130 : 0 . 16、PDI : 0 . 56

VSMC での GLUT 8 , 10 , 12 の局在を確認した。GLUT 8 ,であった。GLUT 12 は、PDI と多く共局在していた。Cox

GM 130、COX Ⅳのいずれにおいてもほとんど共局在して10 , 12 特異的抗体と小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア

Ⅳも部分的に共局在が観察されたが、GM 130 とはほとんのマーカーである PDI、GM 130、COX Ⅳを用いて二重染

ど共局在していなかった。ピアソンの相関係数は COX Ⅳ :色を行った（図 2）。得られた画像から、ピアソンの相関係

0 . 42、GM 130 : 0 . 05、PDI : 0 . 61 であった。

図2 VSMCにおけるGLUT 8 , 10 , 12の 発 現と局在。GLUTsの特異的抗体と各種細胞小器官マーカー（COXIV; ミトコンド
リア、GM 130 ; ゴルジ体、PDI; 小胞体）で二重染色した。右上枠内は線で囲んだ部分の拡大図。

− 151 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図3 VSMCをGLUT 8 , 10 , 12特異的抗体と各種細胞小 器官マーカー（COXIV; ミトコンドリア、GM 130 ; ゴルジ体、PDI; 小胞体）で二重染色した写真から、Image Jを用いてピアソンの相関係数を算出し、グラ
フとして表示した。

3. 3. マウスVSMCのコラーゲン産生能の検討

条件下や加齢条件下ではミトコンドリアに局在する

VSMC におけるコラーゲン産生能の変化について検討

GLUT 10 が増えることが報告されている 20）。このことかした。アスコルビン酸で 5 日間処理した VSMC では、アら、GLUT 10 は DHA をミトコンドリア内に輸送すること

スコルビン酸処理していない細胞に比べて培地中のコラーで、活性酸素に対して抗酸化作用を有するアスコルビン酸

ゲン量が増加していた。細胞内のコラーゲン量についてもの 量 を 増 や す こ と が 示 唆 さ れ て き た。 本 研 究 で は、検討したところ、増加を確認した。ヒドロキシプロリン量

GLUT 10 はミトコンドリアにわずかに局在していたが、やエラスチン量についても検討中である。

本来は小胞体に局在するものと考えられる。

４．考GLUT 10 , 12 が 小 胞 体 に よ く 発 現 す る こ と、 ま た察

GLUT 12 の発現が少ないことから、VSMC において小胞本研究より、コラーゲン産生細胞である VSMC におい

体で機能する GLUT は GLUT 10 であることが示唆された。

て GLUT 8 , 10 , 12 が 発 現 し て い る こ と が 示 さ れ た。

GLUT 10 は VSMC 以外にも、ヒト線維芽細胞において小GLUT 8 は VSMC において、ゴルジ体、粗面小胞体、ミト

胞体に局在することが報告されている 21）。ATS では、血コンドリアのいずれにおいてもほとんど局在していなかっ管系の症状以外にも皮膚や結合組織の弛緩が確認されていた。GLUT 8 は後期エンドソーム／リソソーム局在化モチる 8）。以上のことから、GLUT 10 が普遍的に、VSMC やーフを持ち、精巣の精母細胞、精子細胞においてリソソー

線維芽細胞の小胞体においてコラーゲン合成に関連してい。VSMC においてることが示唆される。しかし、実際に GLUT 10 の DHA 輸

もリソソームに局在する可能性が考えられる。GLUT 12

送とヒドロキシプロリン量及びコラーゲン量について直接についても、VSMC では RT-PCR 法、間接蛍光抗体法と的に示したものはない。現在、GLUT 10 をノックダウン

もにシグナルは弱く発現量は少ないと考えられる。VSMCした細胞株において DHA 輸送能、コラーゲン及びヒドロ

は動脈の中膜にて弾性線維の間に層状に存在し、血管の収キシプロリンの定量を検討している。

ムに局在することが報告されている

19）

縮・弛緩を担う細胞である。また、α-アクチンを発現し５．総ており血管収縮としての機能をもつ収縮型
（分化型）
と、動

括

脈硬化発症の引き金となる内膜肥厚を形成する合成型（増線維芽細胞や血管平滑筋細胞が合成するコラーゲンは、殖型）の 2 つの表現型をもつという特徴がある。GLUT 12

皮膚や結合組織の弾性を保ち、人々の健康に寄与する重要は合成型 VSMC では収縮型 VSMC と比較して 3 倍近く発なタンパク質である。コラーゲンやビタミン C が健康に重現量が多いことが報告されている 20）。病態や血管壁の状要な役割をもつということは周知の事実であり、ビタミン態によっては GLUT 12 が機能することが示唆される。

C がコラーゲン合成に寄与するメカニズムについても広くGLUT 10 は VSMC において発現し、小胞体とわずかにミ知られている。しかし一方で、摂取したビタミン C がコラ

トコンドリアに局在するが、ゴルジ体ではほとんど局在しーゲン合成の場へどのように運ばれるか、についてはまだていなかった。一方で、VSMC において GLUT 10 はミト

不明な点が多い。本研究は、コラーゲン合成に必須である

コンドリアに局在し、過酸化水素処理による酸化ストレス

ビタミン C を産生細胞の小胞体という、まさに合成の場へ− 152 −

コラーゲン合成に必須なビタミンC 輸送メカニズムの解明

どのように輸送しているか、トランスポーターの観点から

10）Ibberson, M., Uldry, M., & Thorens, B. GLUTX1, a

解明を目指すものである。本研究より、GLUT 10 が VSMC

novel mammalian glucose transporter expressed in theや線維芽細胞の小胞体においてコラーゲン合成に関連してcentral nervous system and insulin–sensitive tissues. J

いるのではないかと示唆された。血管壁だけでなく、皮膚biol Chem. 275（7）4607-4612（2000）．

やその他結合組織でも同様に GLUT 10 がコラーゲン合成11）Stuart, C. A., Howell, M. E., Zhang, Y., & Yin, D.

に関与すると考えられる。本研究がコスメトロジー分野に

Insulin-stimulated translocation of glucose transporter

おいて貢献できる可能性は極めて高いと考えられる。

（GLUT）12 parallels that of GLUT4 in normal muscle.
J Clin Endocrinol Metab. 94（9）3535-3542（2009）．

謝辞12）Matsuo, S., Hiasa, M., & Omote, H. Functional

本研究の遂行にあたり、ご支援をいただきました公益財characterization and tissue localization of the

団法人コーセーコスメトロジー研究財団に心より感謝申し

facilitative glucose transporter GLUT1 2. J Biochem.
．
168（6）611-620（2020）

上げます。

13）Lee, Y. C., Huang, H. Y., Chang, C. J., Cheng, C. H., &（引用文献）

Chen, Y. T. Mitochondrial GLUT1 0 facilitates

1） Augustin, R.（2 0 1 0）
．The protein family of glucose

dehydroascorbic acid import and protects cells against

transport facilitators: Itʼs not only about glucose after

oxidative stress: mechanistic insight into arterialall. IUBMB life, 62（5），315-333.

tortuosity syndrome. Hum Mol Genet. 1 9（1 9）3 7 2 1-2） Klepper, J. Glucose transporter deficiency syndrome（GLUT1DS）and the ketogenic diet. Epilepsia, 4 9,3733（2010）．
14）Callewaert, B. L. et al. Absence of arterial phenotype
in mice with homozygous slc2A1 0 missense

46-49（2008）．
3） Sharari, S., Abou-Alloul, M., Hussain, K., & Ahmad
Khan, F. Fanconi–bickel syndrome: A review of thesubstitutions. Genesis. 46（8）385-389（2008）．
15）Cheng, C. H. et al. Mutations in the SLC2A1 0 genemechanisms that lead to dysglycaemia. Int J Mol Sci.

cause arterial abnormalities in mice. Cardiovasc Res.

．
21（17），6286（2020）．
81（2）381-388（2009）4） Manolescu, A. R., Witkowska, K., Kinnaird, A.,16）Gamberucci, A. et al. GLUT1 0—lacking in arterial

Cessford, T., & Cheeseman, C. Facilitated hexose

tortuosity syndrome—is localized to the endoplasmictransporters: new perspectives on form and function.

reticulum of human fibroblasts. Int J Mol Sci. 1 8（8）Physiology, 22（4）, 234-240（2007）．

1820（2017）．
+

5） Bibert, S., Hess, S. K., Firsov, D., Thorens, B., Geering,17）Uldry, M. et al. Identification of mammalian H -myo-

K., Horisberger, J. D., & Bonny, O. Mouse GLUT9:

inositol symporter expressed predominantly in theevidences for a urate uniporter. Am J Renal Physiol.

brain. EMBO J. 20（16）4467-4477（2001）．

．
297, F612-619（2009）18）Di Daniel, E. et al. Evaluation of expression and6） Dinour, D. et al. Homozygous SLC2A9 mutations
cause severe renal hypouricemia. J Am Soc Nephrol.
，64-72（2010）
．
21（1）

+

function of the H /myo-inositol transporter HMIT.
BMC Cell Biol. 10（1）1-12（2009）19）Diril, M. K. et al. Lysosomal localization of GLUT8 in

7） Mueckler, M., & Thorens, B. The SLC2（GLUT）

the testis–the EXXXLL motif of GLUT8 is sufficientfamily of membrane transporters. Mol Aspects Med. 34

for its intracellular sorting via AP1-and AP2-mediated（2-3），121-138（2013）．

interaction. FEBS J. 276（14）3729-3743（2009）．

8） Coucke, P. J. et al. Mutations in the facilitative20）Syu, Y. W., Lai, H. W., Jiang, C. L., Tsai, H. Y., Lin, C.

glucose transporter GLUT1 0 alter angiogenesis and

C., & Lee, Y. C. GLUT1 0 maintains the integrity of

cause arterial tortuosity syndrome. Nat Genet. 3 8（4）major arteries through regulation of redox homeostasis452-457（2006）．

and mitochondrial function. Hum Mol Genet. 2 7（2）9） Corpe, C. P., Eck, P., Wang, J., Al-Hasani, H., &307-321（2018）．

Levine, M. Intestinal dehydroascorbic acid（DHA）

21）Gamberucci, A. et al. GLUT1 0—lacking in arterialtransport mediated by the facilitative sugar

tortuosity syndrome—is localized to the endoplasmictransporters, GLUT2 and GLUT8. J biol Chem. 288（13）reticulum of human fibroblasts. Int J Mol Sci. 1 8（8）9092-9101（2013）．

1820（2017）．

− 153 −

他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発
兵庫県立尼崎総合医療センター耳鼻咽喉科・頭頸部外科

石川正昭

Clinical assessment reflecting olfactory function with objective indicators can provide novel insights for the diagnosisof olfactory dysfunction. Initial pupil size (INIT) can be affected by olfactory stimulation and psychological states, being
the candidate of the indicator. However, the effects of changes in the psychological state related to olfactory stimulation on
INIT remain unclear. We investigated the effects of olfactory stimulation-induced psychological changes on INIT, using
a double-blind study design with repeated measurements. We collected data on INIT and six mood subscales of the Mood
States Profile from 28 healthy subjects. Subjects underwent a 10-min olfactory stimulation on different days with six odorants available with the T&T olfactometer. Olfactory stimulation using the no-odor liquid (a control odorant) did not affectmood states and INIT. The sweat odorant significantly worsened five mood subscales, including fatigue-inertia (Fatigue)and decreased INIT compared to the control odorant. When comparing INIT responses related to changes in mood subscales
between the control and the sweat odorant, worsened Fatigue were associated with decreased INIT in the sweat odorant.
Fatigue can be regarded as an indicator of mental fatigue. Thus, methodology focusing on decreased INIT related to mental
fatigue after olfactory stimulation might be a key factor to establish the objective indicators.

1．緒

瞳が起こる 15 , 16）。これまで痛み刺激により散瞳する事は

言知られていたが 9 , 10）、疼痛由来の精神的疲労による縮瞳と1）

2 , 3）

でいう知見は報告がなく、瞳孔が心理学的側面に影響を受けは、嗅覚障害が最初の臨床症状の 1 つであり、嗅覚障害をる重要な知見であった。前述した嗅覚刺激による散瞳を報

定量的に診断するツールが臨床的に求められている。現在、告した研究では、嗅覚刺激による心理学的変化は評価して嗅覚閾値／同定検査を中心に様々な嗅覚検査が嗅覚障害のおらず、散瞳において心理的側面の影響があったかは不明

定量的診断を可能にするツールとして広く用いられている 4）。

である。

COVID- 19 による感染症 や神経変性疾患の一部

しかし、臨床的に使用されている嗅覚検査には限界がある。

本研究の目的は、臨床的に利用可能な嗅覚検査と心理状

これらは、患者の積極的な参加と良好な言語能力を必要と態の評価に用いられる国際的な質問票を用いて、嗅覚刺激

5）

する自覚的な検査である 。COVID- 19 の患者では、味覚由来の心理学的変化が初期瞳孔径にどのような変化を生じ評価に対する自覚的検査は、客観的検査よりも低い感度にさせるかを評価する事である。

6）なることが報告されている 。発話や積極的な参加を必要

2．方とせず、嗅覚能力を他覚的定量評価できる代替的なアプローチの確立は、嗅覚障害の評価に新たな知見をもたらすかもしれない。

法

本研究は、尼崎総合医療センター倫理委員会の承認を得て（No 2 - 183）、倫理規定に準じて実施した。

他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発のために、脳や7）

研究デザイン：繰り返し測定デザイン

瞳孔に焦点を当てたレビューが報告されている 。このレ使用した検査：T&T オルファクトメーター（第一薬品

ビューでは、嗅覚刺激による瞳孔拡張を報告した人を対象

産業株式会社 , 最高濃度の花のにおい、甘いにおい、腐敗とした研究は 2 件ある 5 , 8）。これらの研究では、嗅覚刺激

臭、果実臭、糞臭、無臭）、瞳孔対光反射測定機器（PLR 3000 ,により初期瞳孔径が大きくなる（散瞳）事が報告されている。

NeurOptics 社 , USA）
、日本語版 Profile of Mood States 2 nd

申請者は、これまでに瞳孔とストレスの関連性に焦点を当

edition（POMS 2）てた臨床研究を行い、幾つかの知見を得ている。例えば、被験者：
60 歳以下のBody mass indexが 18.5kg/m 2 以上、25.0kg/

患者に疼痛が生じると、精神的疲労が生じ、それにより縮2m 未満、嗅覚障害や中枢神経疾患、慢性副鼻腔炎を伴わない健常者（嗅覚障害の定義は、T&T オルファクトメータ
The development of olfactory tests with
objective assessmen

ーにより、5 種類の匂いの認識力の平均点を算出し、1 . 1

Masaaki Ishikawa

評価方法：

Department of Otolaryngology, Headand Neck Surgery, Hyogo Prefectural
Amagasaki General Medical Center

点以上）
被験者には、検査開始前に POMS 2 を施行し、6 つのサ
ブスケールを評価した ; anger–hostility（Anger），confusion–− 156 −

他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発

bewilderment（Confusion），depression–dejection（Depression），

関連性を評価した。< 1 - 1 > では、POMS 2 サブスケール

fatigue–inertia（Fatigue），tension–anxiety（Tension），and

値の嗅覚前後の変化を Mann–Whitney 検定で評価した。

vigor–activity（Vigor）。得られた各スケールのスコアは< 1 - 2 >、< 2 - 1 / 2 >、< 3 > では線形混合効果モデルを使POMS 2 の付録を用いた年齢・性別による点数標準化を行用した。このモデルは、固定効果とランダム効果から構成

い、標準化スコアを評価に使用した。

される線形回帰である 12）。固定効果は興味のある因子をPOMS 2 測定後に、被験者にはマスク（Pro Care, A.R.

説明変数に指定するだけで、通常の線形回帰モデルと同じ

Medicom. Inc.（Asia）Ltd.）を装着してもらい、部屋を暗室である。一方でランダム効果に被験者番号を指定すれば、にした。暗室にしてから 5、10 分後に左眼、右眼の順で初個体差を調整できる。初期瞳孔径は左右から複数回得るデ

期瞳孔径を 4 回ずつ測定した。得られた 2 時点での初期瞳ザインにしているため、同一個体でも嗅覚刺激前後のみな孔径と 1 時点の POMS 2 データは、嗅覚刺激前データとしらず、嗅覚刺激前でも差が生じる可能性がある。またて扱った。次に暗室にしたままで、T&T オルファクトメ

POMS 2 サブスケールでも同じ被験者が異なるにおい物質

ーターの溶液を浸した 1 cm×1 cm のガーゼをマスクに挟に よ る 嗅 覚 刺 激 を 受 け る デ ザ イ ン に し て い る た め、

み込み、嗅覚刺激を 10 分間行った。初期瞳孔径を 8 回測POMS 2 サブスケールの変化に個体間差のみならず個体内定したのちに部屋を明るくして、POMS 2 の測定を行った。

差も生じるようになる。つまり、得られたデータはクラス

この時得られた 1 時点での初期瞳孔径と 1 時点の POMS 2

タ化しており、個体差を含んだデータとみなす事ができる。

データは、嗅覚刺激後データとして扱った。

過去に我々はこの個体差を調整する事で、応答変数におけるなお、T&T オルファクトメーターは前述した 6 種類の説明変数の偽陽性のリスクを減らせる事を報告している 13）。

におい物質から構成される 11）。嗅覚刺激による心理学的< 1 - 2 > では、初期瞳孔径を応答変数とし、年齢、性別、変化を促すためにいずれも最高濃度を検査に用いた。初期

Brinkman index を用いた喫煙指数、測定眼（左右）を固定

瞳孔径に対する各におい物質の嗅覚刺激効果を正確に評価

効果に、被験者番号をランダム効果に指定した。< 2 - 1 >するために、6 回の測定はいずれも異なる日程で行った。

では、POMS 2 サブスケールの変化値を応答変数とし、年また個体間・内差を少なくするために 16 時から 19 時の間

齢、性別、におい物質、嗅覚刺激前の POMS 2 サブスケーに行われ、各被験者は 2 週間以内に 6 回の測定を終了する

ル値を固定効果に、被験者番号をランダム効果に指定した。

事にした。

< 2 - 2 > では、嗅覚刺激後初期瞳孔径変化は応答変数に、
年齢、性別、Brinkman index を用いた喫煙指数、測定眼（左概要を図 1 に示す。

統計解析：右）、におい物質、嗅覚刺激後 POMS 2 サブスケール変化値、

本研究では、< 1 - 1 > 無臭物質を用いた嗅覚刺激後の心嗅覚刺激前初期瞳孔径を説明変数に指定し、各被験者番号

理学的変化、< 1 - 2 > 無臭物質を用いた嗅覚刺激後の初期をランダム効果に指定した。< 3 > では、嗅覚刺激後の初瞳孔径変化、< 2 - 1 > におい物質別での嗅覚刺激後の心理期瞳孔径変化を応答変数に、年齢、性別、におい物質×嗅学的変化、< 2 - 2 > におい物質別での嗅覚刺激後初期瞳孔

覚刺激後の POMS 2 サブスケール変化値を固定効果に、被径変化、< 3 > 嗅覚刺激後の心理学的変化と初期瞳孔径の験者番号をランダム効果に指定した。< 2 - 1 / 2 > と < 3 >

図１

研究方法

− 157 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

において固定効果に指定したにおい物質では、無臭をではスコア減少を認めた。これは、有意な変化を示したサ

reference とした。市販解析ソフト R を使用し、全ての検ブスケールの増悪を示唆する所見であった（表 3）。

定の有意水準は 5 % 以下とした。

< 2 - 2 >：嗅覚刺激後の初期瞳孔径変化では、腐敗臭に

3．結のみ有意な縮瞳を認めた（表 4）。

果< 3 >：腐敗臭による嗅覚刺激が POMS 2 サブスケールに< 1 - 1 >：無臭物質を用いた嗅覚刺激前後の比較において、一番影響を与える物質であったため、腐敗臭と無臭を対象

POMS 2 全サブスケールで有意な変化を認めなかった（表にし、腐敗臭においてどのサブスケールが縮瞳に関連した1）。

かを検証した。結果、腐敗臭と無臭の反応の差を反映する< 1 - 2 >：無臭物質を用いた嗅覚刺激において、嗅覚刺交互作用が有意であったのは、Anger と Fatigue であった

激前の 2 時点と嗅覚刺激後の 1 時点で有意な初期瞳孔径変（表 5）。
表 5 のデータを Anger と Fatigue を対象に図示化すると、化は認めなかった（表 2）。
< 2 - 1 >：無臭物質を reference に定義して他のにおい物

無臭では平坦であったのに対して、Anger では正の傾きを質と比較したところ、
5 つの POMS 2 サブスケール（Anger/

とる事・腐敗臭では Fatigue 値の増加で負の傾きをとる事

Confusion/Fatigue/Tension/Vigor）
において、腐敗臭に有が確認された（図 2）。これは Anger 増悪は散瞳と関連、意な変化を認めた。腐敗臭は無臭と比較すると、Anger/

Fatigue 増悪は縮瞳と関連を示唆するものであった。

Confusion/Fatigue/Tension に お い て ス コ ア 増 加、Vigor

表1

無臭物質を用いた嗅覚刺激がもたらすPOMS 2サブスケール変化

表2

無臭物質を用いた嗅覚刺激における初期瞳孔径の変化

表3におい物質の違いがもたらすPOMS 2サブスケール変化

表4におい物質の違いがもたらす初期瞳孔径変化の比較− 158 −

他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発

表5 腐敗臭と無臭物質における嗅覚刺激におけるPOMS 2サブスケール変化に対する
初期瞳孔径変化の比較

図2

4．考

る事を報告している 15 , 16）。腐敗臭による嗅覚刺激で精神察的疲労が生じ縮瞳が起こるのであれば、精神的疲労を起こ

本研究より、無臭物質を用いた嗅覚刺激では心理生理学

させる嗅覚刺激条件は、初期瞳孔径に着目した他覚的定量的な変化を生じない事・腐敗臭による嗅覚刺激では多様な評価をできる嗅覚検査の開発において重要なキーファクタ

心理学的増悪変化が生じると同時に、縮瞳が起こる事が明ーとなり得る。しかしながら、< 2 - 1 > で個々の症例を見らかとなった。腐敗臭における縮瞳と心理学的変化の関連てみると、腐敗臭による嗅覚刺激由来の精神的疲労が全症性を検証したところ、Fatigue の増悪が縮瞳と関連する事

例に生じている訳ではなかった（未公表）。今後の臨床応用が明らかとなった。

を考慮すると、一般化可能性を伴った精神的疲労を生じさ

本 研 究 で は、 マ ス ク に よ る 嗅 覚 刺 激 を 行 っ た。< 1 -せる嗅覚刺激条件の追求が求められる。

1 / 2 > で示されたように無臭物質では、心理学的・初期瞳5．総孔径に変化が起きなかった。つまり、本研究で用いた嗅覚

括刺激方法自体は心理生理学的な影響を与えない事を示唆す

臨床で使用できる腐敗臭を用いた嗅覚刺激は、精神的疲るものであり、刺激方法として適切なものであると考える。

労を起こす。嗅覚刺激後に認める縮瞳は、この精神的疲労

POMS 2 の Fatigue や Vigor は、精神的疲労の指標としと関連している可能性がある。他覚的定量評価を伴った嗅て使用できる事が報告されている

14）。つまり、腐敗臭による嗅覚刺激は精神的疲労を起こす事を示唆している。一

覚検査を確立するためには、精神的疲労を生じさせる嗅覚
刺激条件の追求が有用かもしれない。

方で、< 3 > では Fatigue に有意な交互作用があったが、Vigor にはなかった。これは、縮瞳を反映させる指標として、Fatigue の方が Vigor よりも鋭敏である事を示唆して（引用文献）
1） Nakagawara K, Masaki K, Uwamino Yet al. Acute

いるのかもしれない。また Anger と Fatigue の傾きを見た

onset olfactory/taste disorders are associated with a

際に（図 2）、Fatigue の増悪のみが縮瞳と関連している事

high viral burden in mild or asymptomatic SARS-がわかった。腐敗臭による嗅覚刺激は、Fatigue、Anger

CoV-2 infections. Int J Infect Dis 2020; 99:19-22.

を含む 5 つの POMS 2 サブスケール増悪を生じさせるため、

2） Hakyemez HA, Veyseller B, Ozer Fet al. Relationship

Fatigue 増悪（精神的疲労）が縮瞳と関連していると結論づ

of olfactory function with olfactory bulbus volume,

けられる。

disease duration and Unified Parkinsonʼs disease rating

過去に我々は、疼痛由来の精神的疲労により縮瞳が生じ

scale scores in patients with early stage of idiopathic− 159 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

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− 160 −

リアルワールドパラダイムと脳機能イメージングによる顔印象認知の神経基盤の検討
東北大学大学院教育学研究科

伊藤文人

Previous studies have identified the neural substrates of facial impression formation using neuroimaging techniques suchas functional magnetic resonance imaging (fMRI). In the present study, we combined fMRI with speed-dating, in which participants engaged in three-minute short conversations, to determine whether facial impressions of conversation partners displayed on a computer screen could predict the impressions formed during direct interactions with those partners. The results
showed that ratings of trustworthiness and activity of the left amygdala obtained before the speed-dating event predicted
the ratings of trustworthiness obtained during the event. In addition, ratings of dominance obtained before the speed-dating
event predicted the ratings of dominance obtained during the event. These results suggest that first impression of face photograph predicts person impressions formed through direct conversation.

1．緒れ、その際の機能的磁気共鳴画像法（以下、fMRI）による

言

脳活動測定および印象評定を行うセッション、2）
顔が呈示

人にとって他者の存在は不可欠なものであり、他者の顔された人物と実際に会話を行う（会話課題）セッションを実に対する印象形成のメカニズムについて多様な検討がなさ

施し、顔に対する印象（以下、顔印象）とその顔の人物と実れてきた。昨今のデータ解析技術の発展も相俟って、多く際に会話をした後に抱く印象（以下、会話印象）の関連につの知見が蓄積されている 1 - 3）。過去の心理学的研究は、顔いて検証することを目的とした。

がどのような認知メカニズムにより処理されているかとい

２．方う基礎的な知見を明らかにするだけでなく、「魅力的な顔は全般的に信頼されやすく生涯年収も高くなりやすい法

2. 1. 参加者

（Beauty Premium）」、「有能そうに見える顔の人物は選挙

本研究には、精神疾患および神経疾患の既往がなく異性で当選しやすい傾向がある」といった社会生活に密接に関愛者である健常若年成人 73 名（女性 36 名、男性 37 名、平1）連する事実も明らかにしてきた 。2008 年に発表された
4）

均年齢 20 . 9 歳、年齢範囲 19 - 26 歳）が参加した。全参加

研究では、顔印象の二次元モデルが提唱されている 。こ者に対し、ヘルシンキ宣言に基づいた本研究の主旨・内容・の研究では、数多くある顔印象表現の中でも信頼度（どれ

実験の安全性および被験者の権利に関する説明を行い、書くらいその顔が信頼できそうか）と支配性（どれくらいその面による参加の同意を得た。なお、本研究は高知工科大学

顔が支配的か）の情報が、顔の印象を包括的に規定する二倫理委員会の承認を得て、北海道大学の MRI 施設を利用

次元平面をなし、魅力度や有能さといった顔から推測されし実施したものである。参加者は事前に顔写真の撮影を行る他の様々な印象を、これらの 2 つの軸である程度説明でった。この顔写真撮影に先立ち、参加者全員に対し写真撮

きる（変化させることができる）
ことが示唆されている。し影の趣旨・内容・プライバシーの保護について説明を実施

かしながら、こうした研究は「顔」に注目しているため、例し、同意を取得した。顔写真の撮影は顔が正面を向いた状

えば「信頼度が高いと判断した顔の人物と実際に会話をし態で、DSC-WX 300 および PIXPRO FZ 43 を使用し行った。

た際、その人物の信頼度は高いと判断するか」、つまり顔また、撮影時にはフラッシュを使用し、解像度は 1920 ×に対する印象評定が実際にその顔の人物と社会的相互作用

1080 とした。参加者にはナチュラルなリラックスした表を行った場合と（どの程度）
一致するか、という点について

情で撮影に臨むように教示した。

明らかにすることが難しい。そこで本研究では、参加者同士が 1）将来会話をすることになる人物の顔写真を呈示さ

2. 2. セッション１
セッション１では、fMRI 撮像中の顔呈示課題および印象評定課題（別室にて fMRI 撮影後に実施）を行った。fMRI

Neural correlates of facial impression
formation: real world paradigm andfunctional magnetic resonance imaging
Ayahito Ito
Graduate school of education, Tohoku
University

撮像は、約 10 分間のスキャンを 2 run 実施した。刺激呈示
および行動データの記録は Presentation（Neurobehavioral
Systems, Albany, CA）を用いて行った。fMRI 撮像中、被験者にはプロジェクターから後日実施する会話課題において実際に会話をする相手の顔写真が鏡を介して呈示された− 161 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

（図 1 A）。刺激呈示時間は 2 . 0 秒であり、各刺激間には固で顔が呈示された人物一人一人と 3 分間の会話を行った視点として白い十字を呈示した。固視点の呈示時間は 3 . 0 -（図 1 B）。会話課題は計 2 回行われ、1 回目は同性セッシ

9 . 0 秒間であった。被験者は、顔写真が呈示されたら、でョン（同性との会話）、2 回目は異性セッション（異性とのきるだけ早く人差し指でボタン押しをするよう教示された。

会話）を行った。セッション１からセッション２までの期

fMRI 撮影終了後、参加者は別室に移動し、fMRI 撮影中

間は 3 日～ 34 日であった。会話課題は、200 名以上が収に呈示された顔写真を改めて PC 画面上に呈示され、それ容可能な会議施設で行われ、同性セッション、異性セッシ

ぞれの顔の信頼度と支配性について 7 段階で印象評定を行ョンともに約 3 時間を要した。参加者は会場到着後、IDった。

番号とワークシート（質問票）を受け取り、自分の ID が貼られた椅子に座るように指示された。実際の会話課題では、

2. 3. セッション２

参加者はそれぞれの相手と 3 分間の自由な会話をした。各

後日、参加者は会話課題に参加した（図 1 B）
。fMRI 参加

3 分間の会話の後、参加者はセッション 1 と同様に相手に者は、fMRI の数日後に会話課題に参加し、セッション１

ついての印象を 7 段階で評価した（表 1）。なお、その際参図１ （A）被験者はfMRI撮影中に、後日会話課題において実際に会話をする相手の顔写真を呈示され、顔が呈示されたらできるだけ早く人差し指でボタン押しをするよう教示された。
（B）会話課題では会話相手と対面する形で座席が配置され、それぞれの相手と3分ずつ会話を行った。会話終了後、一方の参加者は隣の席へ移動した。感染対策として、参加者は口元が見えるクリアマスクを着用し、参加者同士の間に飛沫防止パネルを設置した。また、左右の参加者との間隔も十分に空け、空気の入れ替えを頻繁に実施した。なお、この図は異性セッション時様子を模式的に表したものである（M：男性、F：女性）。

表１ 本研究で使用した評定項目一覧。参加者はfMRI撮影終了後に別室へ移動し、それぞれの顔写真を改めて呈示され、各項目について評定を7段階で行った。会話課題で各パートナーとの会話を終えた時点でも同様の評定項目について7段階で評定を行った。

− 162 −

リアルワールドパラダイムと脳機能イメージングによる顔印象認知の神経基盤の検討

加者は相手と面識があるかどうかも回答した。参加者が相ーネルを使用して平滑化した（Smoothing）。

手を知っていると答えた場合、該当データはすべて解析か
ら除外された。各会話の後、一部の参加者は、隣の席へ移

2. 4. データ解析

動した（図 1 B）。全ての会話課題終了後、参加者は事前に行動データの解析では、セッション 1 で取得した会話相作成した研究用の Gmail アドレスを交換したい相手を選択

手の顔に対する 1）信頼度評定、2）支配性評定とセッショした。後日、互いに連絡先を交換したいと一致が見られた

ン 2 で取得した会話相手の顔に対する 1）信頼度評定、2）

参加者について、この事前に作成した研究用の Gmail アド

支配性評定との関連をそれぞれ検討し、顔印象と会話印象

レスを交換した（研究担当者が相手の Gmail アドレスを該の関連を検討した。脳機能画像の解析では、それぞれの会

当者に送付した）。なお、その後のトラブル等について研話相手の顔に対する扁桃体と背外側前頭前野の活動量を究者は一切関知しないことを事前に説明し、同意を得ていMarsBaR（http://marsbar.sourceforge.net/）にて取得し、る。

セッション２で取得した会話相手の顔に対する 1）信頼度
評定、2）支配性評定との関連をそれぞれ検討した。背外側2. 4. 脳機能画像データ取得および前処理

前頭前野と扁桃体のマスク画像は anatomical automatic

3.0 テスラMRIスキャナー（MAGNETOM Prisma, Siemens,

labeling（AAL）atlas 6 , 7）を使用して作成した（図 2）。統計Germany）を用いて全脳イメージングを実施した。T 2 *-解析には MATLAB 2018 a を使用し、線形混合効果モデル

weighted echo planar imaging（EPI）シーケンスを用い、による解析を行った。

パラメータは以下の通り設定した：繰り返し時間（TR）＝

３．結

2 , 500 ms、エコー時間（TE）＝ 30 ms、フリップ角＝ 90 °、果

撮 影 行 列 ＝ 80 × 80、FOV ＝ 240 mm、 解 像 度 ＝ 3 ×

はじめにセッション 1 で取得した会話相手の顔に対する3 mm、スライス数＝ 42、スライス厚＝ 3 mm、スライス

信頼度評定および扁桃体の活動量が、セッション 2 で取得

間ギャップ＝ 0 . 5 mm。磁化率による副鼻腔の信号損失をした信頼度評定を予測するか検討を行った。従属変数はセ回復するために、前交連 - 後交連線（AC-PC line）に対してッション 2 の信頼度評定とし、独立変数は 1）セッション 1

5）30°傾けた撮影シーケンスを用いた 。また、高分解能（空の信頼度評定、2）左扁桃体の活動量（% signal change）、3）

間分解能 1 × 1 × 1 mm）の構造画像は、MP-RAGE 取得し右扁桃体の活動量とした（Model 1）。また、ランダム効果た。被験者の頭の動きは、頭を囲むパッドで制限された。

には、参加者および刺激の情報を用いた（図３）。

脳画像データの前処理と統計解析は、Statistical Parametric

その結果、セッション 1 の信頼度評定および右扁桃体のMapping（SPM）（Wellcome Department of Imaging

活動量は有意にセッション 2 の信頼度評定を予測すること

Neuroscience, London, UK）を用いて実施した。各被験者が明らかとなった（信頼度評定：p< 0 . 001 , β = 0 . 08［0 . 05 ,の EPI 画像は、スキャン間で発生した小さな動きを補正さ0 . 10］; 右 扁 桃 体 の 活 動 量：p< 0 . 05 , β = 0 . 11［0 . 007 ,れ（Realign）、次にスライス取得時間について補正された

0 . 20］）。左扁桃体に有意な予測力は認められなかった（Slice Timing Correction）。各被験者の T 1 強調画像は、（p= 0 . 07 , β=- 0 . 08［- 0 . 17 , 0 . 006］）。Model 1 に お け る

EPI 画 像 の 平 均 値 に コ レ ジ ス ト レ ー シ ョ ン さ れ

AIC は 7080 . 6 , BIC は 7127 . 8 であった。Model 2 として、

（Coregistration）、灰白質を分離するためにセグメント化

セッション１の信頼度評定のみを独立変数として用い、解された（Segmentation）。次に、EPI 画像を MNI テンプレ析を行った結果、AIC は 7079 . 2 , BIC は 7108 . 7 であった。

ートに正規化し（Normalisation）、8 mm 全幅半値ガウスカ

Model 3 として、左右の扁桃体の活動量を独立変数として

図２ （A）背外側前頭前野のマスク画像。
（B）扁桃体のマスク画像。

図3 本研究における線形混合モデルの模式図。
（A）会話課題（セッション２）における信頼度評定をfMRI課題（セッション１）
時の信頼度評定および扁桃体の活動量から予測。
（B）会話課題（セッション２）における支配度評定をfMRI課題（セッション
１）時の支配度評定および背外側前頭前野（DLPFC）の活動量から予測。

− 163 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

用いて解析を行った結果、AIC は 7103 . 2 , BIC は 7138 . 6

ション１の信頼度評定が、セッション２の信頼度評定を予であった。以上より、Model 2 が最も適合度の高いモデル

測する上で重要であることを示唆している。なお、扁桃体であることが示唆された。

の活動量に関する本研究の知見は今後の更なる追試・検討

支配性については、セッション１で取得した会話相手のが必要と考えられる。過去の研究 8 , 9）は扁桃体が信頼度の顔に対する支配性評定および背外側前頭前野の活動量が、低い顔に対して、より活動することを報告している一方、セッション 2 で取得した支配性評定を予測するか検討を行

本研究では信頼度の高い顔に対して右扁桃体のより大きなった。従属変数はセッション 2 の支配性評定とし、独立変活動が予測力をもつことが明らかとなった。一方、有意差

数は 1）セッション 1 の支配性評定、2）左背外側前頭前野は認められなかったものの、左扁桃体は反対の傾向を示しの活動量（% signal change）、3）右背外側前頭前野の活動た。これらの知見は、扁桃体の信頼度処理に関わる左右差量とした（Model 1）。また、ランダム効果には、参加者おを示唆するものである可能性があるが、扁桃体の機能につよび刺激の情報を用いた。その結果、セッション１の支配いては未だ議論の余地があり、今後のさらなる検討が重要

性評定は有意にセッション２の信頼度評定を予測することであると考えられる。

が明らかとなった（支配性評定：p< 0 . 001 , β = 0 . 09［0 . 06 ,支配性評定については、セッション 1 の支配性評定がセ

0 . 12］, 左 背 外 側 前 頭 前 野：p< 0 . 05 , β = - 0 . 30［- 0 . 56 ,ッション 2 の支配性評定を有意に予測することが明らかに- 0 . 05］）
。一方、右背外側前頭前野に有意な予測力は認めなるとともに、左背外側前頭前野の活動量に予測力を認められなかった（p > 0 . 05）。Model 1 における AIC は 7886 ,た。モデルの適合度を比較したところ、Model 1 が Model

BIC は 7927 . 3 であった。Model 2 として、セッション１

2 および 3 よりも適合度が高いことが明らかとなった。この支配性評定のみを独立変数として用い、解析を行った結れらの結果は、支配性評定の予測においては、支配性評定

果、AIC は 7889 . 4 , BIC は 7918 . 9 であった。Model 3 としだけでなく背外側前頭前野も重要であることを示唆していて、左右の背外側前頭前野の活動量を独立変数として用い、る。

解析を行った結果、AIC は 7924 . 9 , BIC は 7960 . 3 であった。

本研究結果は、信頼感や支配感を向上させるための化粧以上より、Model 1 が最も適合度の高いモデルであること

方法の開発につながる可能性が考えられる。すなわち、本が示唆された。

研究で明らかにされた「顔印象の二次元モデルが実際の会

４．考話場面でも適用可能であり、脳情報が実際の会話印象の予察測に寄与する」との知見は、支配性に着目した「社会的戦略

本研究では、「リアルワールドパラダイム」
として、参加としての新たな化粧文化」の開拓に貢献できる可能性があ

者同士が実際に会話を行う課題（会話課題）
を用い、顔印象る。「魅力」は信頼度と近い概念であるため「魅力」を操作すが会話印象を予測するか検討を行った。顔印象の二次元モる化粧は自ずとその人物の信頼度を高めることにつながる

デルでは、信頼度と支配性が顔印象における中心的な評価

が、社会的責任の大きい立場の人物に特に必要となる「有軸となると考えられてきたが、この信頼度と支配性の二軸能さ」は信頼度と支配性の中間に存在する概念と考えられが、他者と実際に会話を行った際の印象、すなわち会話印ており、支配性の操作も必要となる。これまでの化粧文化

象においても適用可能であるかについては、十分に明らかは魅力度を高め、結果として “Beauty Premium” を勝ち取にされていなかった。本研究結果は、顔写真に対する信頼ることに主眼が置かれてきた。この方策は極めて大きなイ

度・支配性評定値が、会話時の信頼度・支配性評定をそれ

ンパクトをもたらしたが、支配性に着目した責任ある立場

ぞれ有意に予測することを明らかにした。この結果は、顔を勝ち取るための化粧技術は第二のインパクトをもたらす

印象の二次元モデルが会話印象においても適用可能である

可能性がある。すなわち、化粧により支配性を操作して「有ことを示唆する直接的なエビデンスを提供するものであっ能さ」を演出することで、責任ある立場を勝ち取るチャン

た。またこの結果は、人間が他者との関係を築く際に、第スが増加する可能性は極めて高い。信頼度と支配性を心理・

一印象がその後の評価に大きな関連していることを示唆す

脳の側面から定量的に評価する技術を応用し、「有能さ」にるものと考えられる。

着目した新たな化粧文化が確立できれば、女性の社会進出・

信頼度評定については、セッション 1 の信頼度評定と右活躍推進のさらなる後押しとなることが期待できる。

扁桃体の活動量が、セッション 2 の信頼度評定を有意に予測することが明らかとなった一方、左扁桃体の活動量は予（引用文献）

測力が認められなかった。これらの結果は、右扁桃体が信1） A. Todorov, A. N. Mandisodza, A. Goren & C. C. Hall.

頼度の評価に関与していることを示唆している。また、モInferences of competence from faces predict election

デルの適合度を比較すると、Model 2 が Model 1 および 3

outcomes. Science, 308, 1623-1626, 2005.

よりも適合度が高いことが明らかとなった。これは、セッ

2） A. Ito et al. Distinct neural correlates of the− 164 −

リアルワールドパラダイムと脳機能イメージングによる顔印象認知の神経基盤の検討

preference-related valuation of supraliminally andanatomical parcellation of the MNI MRI single-subject

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− 165 −

瞳孔振動と心拍変動を用いた香りが自律神経に及ぼす影響
国際医療福祉大学保健医療学部視機能療法学科

鎌田泰彰

This study aims to evaluate the effects of fragrance on the autonomic nervous system using pupillary oscillation andheart rate variability. Participants included 22 healthy young adults (mean age 21.8±1.4 years, 11 females). The experiment
was performed for 5 minutes, and pupillary oscillation and heart rate variability were measured. We analyzed 1 minute ofrest (rest), 1 minute of olfactory stimulation with lavender or grapefruit essential oil (olfactory stimulation), and up to 3
minutes after stimulation for residual effects (1, 2, and 3 mins after stimulation).Pupillary oscillation was measured with an
infrared pupilometer ET-200 (Newopto) and heart rate variability was measured with a Reflex Meijin system (Crosswell).
Pupillary oscillation data were subjected to frequency analysis, and the power spectrum was obtained. To measure heart ratevariability, high (HF) and low frequency (LF) components were determined, and cardiac parasympathetic nerve indices (HF,
HFnu) and cardiac sympathetic nerve indices (LF/HF, LFnu) were calculated. Regarding pupillary oscillation, the power
spectrum of 0.25 Hz increased accordingly with the increase of the cardiac parasympathetic index. Regarding heart rate variability, lavender essential oil increased HF and HFnu and grapefruit essential oil decreased HF 3 mins after stimulation. The
fragrances produced changes in pupillary oscillation and heart rate variability, which may be useful as objective evaluation
indices of autonomic function.

1．緒系が優位となると瞳孔は縮小、交感神経系が優位となると

言散大する。このことから、瞳孔は自律神経反応を評価する

香りのような感覚刺激は個人の経験や記憶、嗜好等によ際にしばしば用いられる。瞳孔の観察は古くから心理学のり感受性が異なり、自覚的な評価だけでは平均化が困難で応用にも用いられており、刺激によって惹起される感情・ある。そのため、香りによる影響を検討するためには生体

情緒に瞳孔の大きさが関連することが報告されている 2）。

反応を客観的に評価できる指標が必要である。

また、瞳孔は常に一定のリズムで縮小、散大を繰り返して香りを感知する嗅上皮にはアドレナリン受容体やムスカいる。このような瞳孔のゆらぎは瞳孔振動と呼ばれ、生体

リン受容体が存在し、香り刺激が自律神経系の亢進や抑制の覚醒状態やリラックス、疲労、ストレスの評価への応用に関与することが考えられている。香り成分が鼻腔内に入が考えられている。既報では瞳孔のゆらぎと主観的な眠気

ると、鼻腔・嗅細胞に受容され大脳辺縁系へ刺激が伝達さに相関がある 3 - 5）こと、眠気を感じると瞳孔は縮小しそれれる。刺激は大脳辺縁系で過去の経験や記憶と照合され情に伴い大きなゆらぎが起こる 6）ことを報告している。これ

動・情緒が惹起される。その情報は視床下部へ伝達され、は、覚醒状態から低覚醒に移行する際に副交感神経の活性

副交感神経系もしくは交感神経系が活性化する。よって、化による瞳孔の縮小と、低覚醒状態と覚醒状態を維持しよ

香りによる生体反応を客観的に評価するためには自律神経

うとする意識の繰り返しが副交感神経・交感神経の周期的反応を捉えられる指標が有用となる可能性がある。

な亢進・抑制を引き起こし、瞳孔のゆらぎが発生するため

これまでに香りが自律神経系に及ぼす影響については、とされている。このことから、瞳孔振動と心拍変動は自律

1）

心拍変動を客観的評価指標として用いた報告がされている 。

神経反応を客観的に評価でき、香りによる生体反応を検討

心拍は自律神経によって拮抗的に支配されており、心拍変できる指標として応用できる可能性がある。

動解析をすることで副交感神経系、交感神経系のどちらが優位であるかを捉えることができる。また、自律神経反応

本研究では瞳孔振動と心拍変動を客観的評価指標に用い、香りが自律神経系へ及ぼす影響について検討した。

を客観的に評価できる眼組織に瞳孔がある。瞳孔は瞳孔括２．方約筋と瞳孔散大筋の働きによりその径が変化する。この 2法

つの筋はそれぞれ異なる自律神経機能を有し、副交感神経

本研究は国際医療福祉大学倫理審査委員会（承認番号

The effects of fragrance on the autonomic nervous system using pupillaryoscillation and heart rate variability（平均年齢 20 . 8 ± 0 . 7 歳、男性 11 名、女性 11 名）とした。

Yasuaki Kamata

れる症状（鼻汁、鼻閉等）、嗅覚刺激に対する過敏性（気分Department of Orthoptics and Visual
Sciences, School of Health Sciences,
International University of Health andWelfare

不快感、アレルギー等）、妊娠または授乳中の女性とした。

21 -Io- 3）の承認を得て実施した。対象は青年健常者 22 名
除外基準は呼吸器疾患等の器質的疾患、嗅覚刺激が阻害さ被験者には実験日前日からのアルコール、カフェインの摂取、激しい運動を制限し、十分な睡眠をとるように指示し− 166 −

瞳孔振動と心拍変動を用いた香りが自律神経に及ぼす影響た。また、実験当日は実験 2 時間前からの飲食、香水やボした値も算出した。標準化に用いた計算式を以下に示す。

ディクリーム、整髪料等の嗅覚に影響を与えるものの使用求めた HFnu を心副交感神経指標、LFnu を心交感神経指を禁じた。

標とし、HF、LF/HF とあわせて検討した。

実験は光による瞳孔への影響を排除するため完全暗室でHFnu（％）＝ HF/（LF+HF）× 100

行った。また、自律神経への影響を考慮し、室温 26 ℃、

LFnu（％）＝ LF/（LF+HF）× 100

湿度 60 ％、静音環境が保たれた部屋で行った。被験者への呼吸の指示は、呼吸制御による瞳孔、心拍への影響を考

2. 3. 瞳孔振動

慮し自然呼吸とした。測定時間は 9 時から 12 時の間とした。

測定機器には赤外線電子瞳孔径 ET- 200（Newopto）を用

被験者は入室後、座位にて瞳孔計測用ゴーグル、心拍変

い、瞳孔の横径を連続記録した。連続記録中の瞬目による動測定用電極を装着し、実験開始まで 5 分の安静時間を確

欠損データは、瞬目前後の瞳孔径のデータで補正した。瞳保した。実験開始と同時に瞳孔と心拍変動の測定を開始し、孔径のデータは、高速フーリエ変換を用いた周波数解析で実験が終了するまで連続記録した。瞳孔と心拍変動の測定

パワースペクトルを求めた。

は計 5 分間行った。実験開始から 1 分までは安静状態とし、この時のデータを基準値として用いた（安静）。実験 1 分か2. 4. アンケート

ら 2 分までの間に精油による嗅覚刺激を 1 分間負荷した（嗅自覚的な香り好みの度合いについては Visual Analogue覚刺激）。嗅覚刺激は精油をガーゼに約 0 . 3 ml 滴下したもScale（VAS）を用い定量化した。VAS の目盛は 0 ～ 100 まのを袋に入れて被験者に提供し、鼻と口を十分に覆った状でとし、0 を「今まで嗅いだ香りの中で最も嫌い」
、
100 を
「今

態で嗅ぐよう指示した。1 分間の嗅覚刺激負荷後、香りのまで嗅いだ香りの中で最も好き」と設定した。また、口頭

残効を調べるために実験開始２分から 5 分まで測定を継続

でも嗅覚刺激についての好みを「とても好き」
「好き」
「どち

した（刺激後 1 分、刺激後 2 分、刺激後 3 分）
。残効を調べらでもない」「嫌い」「とても嫌い」の 5 段階で回答させた。

ている間は、嗅覚刺激の影響がないよう袋を密閉した。最後に嗅覚刺激の自覚的な好みの度合いについてアンケートを行った。

2. 5. 解析方法
各パラメータは中央値（四分位範囲）で示す。心拍変動、瞳孔振動のデータはそれぞれ 1 分ごとに解析を行った。安

2. 1. 嗅覚刺激

静に対し、嗅覚刺激、刺激後 1 分、刺激後 2 分、刺激後 3

嗅覚刺激による自律神経系の変化を捉えた報告に、リナ分の各パラメータをそれぞれ比較した。統計解析にはロールを主成分とした香りは副交感神経系が活性化させる

Wilcoxon の 符 号 順 位 和 検 定 を 用 い た。 多 重 比 較 に はこと、リモネンを主成分とした香りは交感神経系を活性化

Bonferroni 法を用いた。有意水準は危険率 5 % 未満とした。

7）させることが報告されている 。本研究ではリナロール、

３．結

リモネン成分を多く含む、ラベンダー精油（リナロール含有率 40 . 2 ％）、グレープフルーツ精油（リモネン含有率

果3. 1. ラベンダー精油（図1、2）

94 . 97 ％）（生活の木）の 2 種を嗅覚刺激に用いた。2 種類

心拍変動解析において安静、嗅覚刺激、刺激後 1 分、刺の嗅覚刺激の順序は被験者ごとにランダムとし、異なる嗅激後 2 分、刺激後 3 分の心副交感神経指標はそれぞれ、覚刺激を与える場合は 1 日以上の間隔をあけた。

HF で 149 . 7（75 . 3 - 344 . 3）
、202 . 9（120 . 0 - 587 . 7）、138 . 5（91 . 2 - 259 . 0）、137 . 4（100 . 4 - 274 . 8）、111 . 7（86 . 3 - 237 . 6）、

2. 2. 心拍変動

HFnu で 3 3 . 9（2 0 . 1 - 3 9 . 0）、4 1 . 4（3 3 . 7 - 5 0 . 2）、3 2 . 0

心拍変動の測定には Reflex 名人（クロスウェル）を用い（24 . 1 - 43 . 2）
、30 . 4（18 . 0 - 46 . 6）
、40 . 6（29 . 7 - 56 . 5）で あた。心電図の位置は第Ⅱ誘導で導出した。心拍変動は心電った。心交感神経指標はそれぞれ、LF/HF で 2 . 3（1 . 6 - 3 . 6）、

図の R-R 間隔から記録し、サンプリング周波数は 1000 Hz、

1 . 5（0 . 8 - 2 . 0）、
1 . 9（1 . 4 - 3 . 2）、
1 . 7（1 . 1 - 4 . 1）、
1 . 5（0 . 7 - 2 . 5）、

周波数の解析時間は 30 秒とした。周波数解析により、高LFnu で 66 . 1（61 . 0 - 79 . 9）、58 . 6（49 . 8 - 66 . 3）
、68 . 0（56 . 8 -

周波成分（High frequency：HF）は 0 . 15 - 0 . 40 Hz、低周波

75 . 9）、69 . 6（53 . 4 - 82 . 0）
、59 . 4（43 . 5 - 70 . 3）で あ っ た。

成分（Low frequency：LF）は 0 . 04 - 0 . 15 Hz で算出した。

心副交感神経指標において、HF は安静に比べ嗅覚刺激、算出した周波数成分から心自律神経指標として、HF を心

HFnu は安静に比べ刺激後 3 分で増大した（p ＜ 0 . 05）。心副交感神経指標、LF/HF を心交感神経指標に用いた。また、交感神経指標において、LF/HF、LFnu ともに安静に比べ心拍変動で得られる周波数成分は個人差が大きくデータの刺激後 3 分で減少した（p ＜ 0 . 05）。瞳孔は心副交感神経指比較に留意する必要が指摘されているため、Adachi らの標の増大がみられた嗅覚刺激で縮小し、刺激後 3 分に振動8）

報告 を参考に周波数成分を標準化（normalized unit：nu）の増大がみられた。周波数解析では副交感神経指標の増大− 167 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図1 ラベンダー精油による心拍変動
心 副 交 感 神 経 指 標HF（A）、HFnu（B）、 心交 感 神 経 指 標LF/HF（C）、
LFnu（D）の結果を示す。安静に比べ嗅覚刺激で心副交感神経指標HFが増大、刺激後3分で心副交換神経指標HFnuが増大、心交感神経指標
LF/HF、LFnuが減少した。

図2 ラベンダー精油による瞳孔振動
瞳孔振動（A）、心副交感神経指標の増大した嗅覚刺激と刺激後3分のパワースペクトルを示す（B、C）。
嗅覚刺激で瞳孔は縮小し、刺激後3分に振動の増大がみられた。嗅覚刺激、刺激後3分ともに安静に比べ0 . 25 Hzのパワースペクトルが増大した。

− 168 −

瞳孔振動と心拍変動を用いた香りが自律神経に及ぼす影響

した嗅覚刺激、刺激後 3 分で、安静に比べ 0 . 25 Hz のパワ

は、ラベンダー精油に含まれるリナロール、グレープフル

ースペクトルの増大がみられた。自覚的な香りの好みの度ーツ精油に含まれるリモネンの影響であることが考えられ合いは VAS で 62 . 0（49 . 3 - 73 . 5）であった。また、22 名中、ている。嗅覚刺激を用いて指尖温度を調べた報告では、嗅5名（23 ％）が「とても好き」、8 名（36 ％）が「好き」、4 名（18

覚刺激 5 分後にラベンダー精油で温度が低下、グレープフ％）
が「どちらでもない」、5 名（23 ％）が「嫌い」と回答した。

ルーツで温度が上昇し、この結果は芳香分子の薬理作用によるものとしている 9）。本研究において、嗅覚刺激後 3 分

3. 2. グレープフルーツ精油（図3、4）にラベンダー精油では心副交感神経指標の増大がみられ、心拍変動解析において安静、嗅覚刺激、刺激後 1 分、刺グレープフルーツ精油では心副交感神経指標の減少がみら

激後 2 分、刺激後 3 分の心副交感神経指標はそれぞれ、れた。これは既報と同様に、ラベンダー精油に含まれるリ

HF で 151 . 7（94 . 5 - 333 . 7）、274 . 3（113 . 6 - 498 . 4）、151 . 7

ナロールの薬理作用が心副交感神経指標を活性化させたと（100 . 0 - 276 . 1）、125 . 2（61 . 4 - 255 . 4）、134 . 4（58 . 6 - 223 . 9）、

考えられる。また、ラベンダー精油で心交感神経指標の減HFnu で 3 8 . 2（2 5 . 9 - 4 6 . 0）、4 2 . 3（1 8 . 9 - 5 5 . 6）、3 5 . 5

少、グレープフルーツ精油で心副交感神経指標の減少がみ（26 . 7 - 49 . 2）、29 . 9（17 . 3 - 44 . 5）
、32 . 7（19 . 2 - 49 . 0）で あられたことは、それぞれの成分が自律神経系を活性化させった。心交感神経指標はそれぞれ、
LF/HF で 1 . 7（1 . 2 - 3 . 2）、恒常性を保つための反応と思われた。一方、ラベンダー精1 . 4（0 . 8 - 3 . 6）、1 . 5（1 . 0 - 3 . 5）、
2 . 1（1 . 3 - 4 . 4）、
2 . 2（1 . 0 - 3 . 9）、

油とグレープフルーツ精油のどちらも安静に比べ嗅覚刺激

LFnu で 61 . 8（54 . 0 - 74 . 1）
、57 . 7（44 . 4 - 81 . 1）
、64 . 5（50 . 8 -で心副交感神経指標の増大がみられた。この異なる結果に73 . 3）、70 . 1（55 . 5 - 82 . 7）
、67 . 3（51 . 0 - 80 . 8）で あ っ た。

ついて、プラセボ効果による自律神経系への影響を無臭刺

心副交感神経指標において、HF は安静に比べ嗅覚刺激で激にて検証した。その結果、心拍変動の結果では安静から増大、刺激後 3 分で減少した（p ＜ 0 . 05）。心交感神経指標

無臭刺激で自律神経指標の活性はみられなかった。よって、は、LF/HF、LFnu ともに有意な差はみられなかった。瞳心副交感神経指標の増加は嗅覚刺激を負荷したことによる孔は心副交感神経指標の増大がみられた嗅覚刺激で縮小し反応であると考えられた。次に嗅覚刺激の自覚的な香りのた。周波数解析では心副交感神経指標の増大した嗅覚刺激

好みの度合いに着目した。VAS の結果ではラベンダー精で安静に比べ 0 . 25 Hz のパワースペクトルの増大がみられ

油、グレープフルーツ精油ともに嗅覚刺激を好む被験者がたが、心副交感神経指標の減少した刺激後 3 分ではパワー多かった。また口頭でのアンケートでは、ラベンダー精油

スペクトルに変化はみられなかった。自覚的な香りの好み

よりもグレープフルーツ精油の方が好みであると回答したの度合いは VAS で 69 . 0（63 . 3 - 81 . 3）であった。また、22

被験者が多くみられた。グレープフルーツ精油は交感神経

名中、9 名（41 ％）が「とても好き」、10 名（45 ％）が「好き」、系の活性化が考えられているが、浅野ら 9）はラベンダー精3名（14 ％）
が「どちらでもない」と回答した。

油、グレープフルーツ精油の嗅覚刺激直後、両刺激ともに一時的な体温低下がみられたことから、嗅覚刺激によって

3. 3. 無臭刺激（図5）

ストレス緩和、リラックス効果が生じ一過性の心理作用がプラセボ効果を検証するため、無臭刺激で同様の実験を働く可能性を報告している。また、ラベンダー精油は降圧行った。対象は 22 名の被験者から無作為に選択した 10 名作用があると考えられているが、ラベンダー精油の香りに（平均年齢 21 . 5 ± 1 . 1 歳、男性 5 名、女性 5 名）とした。心

肯定的な群では血圧の低下がみられたのに対し、否定的な拍変動において安静、無臭刺激の心副交感神経指標はそれ群では上昇したとの報告もあり 10）、香りが自律神経に及ぞ れ、HF で 105 . 0（39 . 2 - 180 . 5）
、78 . 4（54 . 6 - 180 . 7）、

ぼす影響には薬理作用だけではなく嗜好の影響も大きいこ

HFnu で 22 . 1（15 . 3 - 35 . 1）
、22 . 0（11 . 4 - 30 . 9）であった。

とが考察されている。本研究においても、用いた嗅覚刺激

心 交 感 神 経 指 標 は そ れ ぞ れ、LF/HF で 3 . 5（2 . 0 - 6 . 5）、がどちらも好まれる傾向にあったことから嗅覚刺激による

3.7（2 . 8 - 9 . 5）、LFnu で 77 . 9（64 . 9 - 84 . 7）、
78 . 0（69 . 1 - 88 . 6）

一過性の心副交感神経指標の増大が心拍変動に表れた可能であった。心拍変動解析において、いずれの指標も安静に性がある。

比べ無臭刺激で有意な変化はみられなかった。瞳孔は安静

瞳孔振動において、ラベンダー精油、グレープフルーツから無臭刺激にかけて僅かに縮小傾向がみられるも、周波精油ともに嗅覚刺激で瞳孔の縮小がみられた。また、ラベ数解析によるパワースペクトルに変化はみられなかった。

ンダー精油刺激後 3 分では瞳孔の振動が増大した。周波数４．考

解析では心副交感神経の増大がみられたラベンダー精油の察

嗅覚刺激、刺激後 3 分、グレープフルーツ精油の嗅覚刺激

嗅覚刺激が自律神経活動に与える影響として、ラベンダ

で 0 . 25 Hz のパワースペクトルの増大がみられた。一方、ー精油は副交感神経系、グレープフルーツ精油は交感神経

心副交感神経指標が減少したグレープフルーツ精油刺激後

7）

系を活性化させることが報告されている 。これらの変化

3 分では、パワースペクトルに変化はみられなかった。ク− 169 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

図3

グレープフルーツ精油による心拍変動
心 副 交 感 神 経 指 標HF（A）、
HFnu（B）、 心 交 感 神 経 指 標
LF/HF（C）、LFnu（D）の 結 果を示す。心副交感神経指標HF
は安静に比べ嗅覚刺激で増大、刺激後3分で減少した。

図4

グレープフルーツ精油による
瞳孔振動
瞳孔振動
（A）
、心副交感神経指標の増大した嗅覚刺激と減少した刺激後3分のパワースペクトルを示す（B、C）。嗅覚刺激で瞳孔は縮小し、安静に比べ0 . 25 Hzのパワースペクトルが増大した。
一方、刺激後3分でパワースペク
トルの変化はみられなかった。

− 170 −

瞳孔振動と心拍変動を用いた香りが自律神経に及ぼす影響

図5 無臭刺激による心拍変動と瞳孔振動
心副交感神経指標HF（A）、HFnu（B）、
心交感 神 経指 標LF/HF（C）、LFnu（D）、瞳孔振動（E）、パワースペクトル（F）を示す。心拍変動、瞳孔振動ともに変化はみられなかった。

ラシック音楽を聴覚刺激に用いた報告では、リラックス状

Pupillographic Sleepiness Test. J Sleep Res. 1 0. 1-7.

態 を 反 映 す る 副 交 感 神 経 系 の 活 性 化、 瞳 孔 の 縮 小、

2001.

11）

。

4） H Wilhelm, H Lüdtke, et al. Pupillographic Sleepiness

本研究においても、嗅覚刺激による心副交感神経指標の増Testing in Hypersomniacs and Normals. Graefes Arch

大で瞳孔の縮小、0 . 25 Hz のパワースペクトルの増大がみ

Clin Exp Ophthalmol. 236. 725-729. 1998.

0 . 25 Hz の瞳孔振動が増大したことが報告されているられた。よって、瞳孔振動は香りによる心副交感神経系の

5） H Lüdtke, B Wilhelm, et al. Mathematical Procedures

反応を客観的に捉えられる指標となることが考えられた。

in Data Recording and Processing of Pupillary Fatigue

５．総Waves. Vision Res. 38. 2889-2896. 1998.

括6） 西山 潤平 , 谷田 公二 , 他 . 瞳孔ゆらぎを指標とした覚

瞳孔振動と心拍変動は、香りが自律神経に及ぼす影響に醒度状態評価 . 生体医工学 . 46. 212-217. 2008.

ついて客観的な評価指標となることが示唆された。この結7） 永井 克也 . 嗅覚と聴覚の刺激による自律神経変化 －体果は、コスメトロジー分野において香りの好みの定量化や、内時計とヒスタミン神経系の関与－ . Equilibrium Res.

香りが生体に及ぼす影響を検討するための一助となる可能

71. 207-213. 2012.
8） Adachi T, Sert-Kuniyoshi FH, et al. Effect of weight

性がある。

gain on cardiac autonomic control during wakefulness（引用文献）and sleep. Hypertension. 57. 723-730.  2011.  

1） Duan X, Tashiro M, et al. Autonomic nervous function9） 浅野 智絵美 , 伊藤 輝子 , 他 . グレープフルーツおよびand localization of cerebral activity during lavender

ラベンダーの匂い刺激による生理・心理機能への影響 .

aromatic immersion. Technol Health Care. 1 5. 6 9-7 8.

日味と匂会誌 . 16. 633-636. 2009.
10）森 広子 , 小林 章子 , 他 . 精油の香りと嗜好が健常人の2007.
2） E H HESS, J M POLT. Pupil Size as Related to Interest

血圧・脈拍に及ぼす影響 . 日補完代替医療会誌 . 6. 137142. 2009.

Value of Visual Stimuli. Science. 5. 349-350. 1960.
3） B Wilhelm, H Giedke, et al. Daytime Variations inCentral Nervous System Activation Measured by a11）原 直人 . ストレス評価としての瞳孔機能 . 視覚の科 .
33. 47- 51. 2012.

− 171 −

顔魅力の知覚に服および行動の知覚が与える影響の検討
新潟大学人文学部

新美

亮輔

Although it is widely believed that facial attractiveness is determined by physical features of the face, non-physicalfactors also influence facial attractiveness perception. In the present study, we examined the influence of the target person's
personality information and the influence of the attractiveness of the clothes worn by the target person. A verbal description of the target person's honest personality increased the rated physical attractiveness of the target face that was presented
subsequently. The previously reported “honesty premium” effect was replicated with Japanese samples of wide age range.
Target clothing attractiveness did not affect facial attractiveness ratings. The target person's creativity showed no effect on
facial attractiveness, while high aggressiveness was found to decrease the facial attractiveness of male targets. No evidence
was found that participants' mood was the cause of the “honesty premium” effect. The perception of facial attractiveness isdetermined not only by facial physical features, but also by the perception of target personality traits, especially those related
to trustworthiness.

1．緒化したという解釈である。この進化心理学的解釈は 1990

言

年代に注目されたが，顔の対称性や平均性を高めれば高め

顔魅力（facial attractiveness）は，多くの人の関心事であるほど単純に顔魅力が高まるわけではないという報告や，る。程度に個人差はあれど，人は顔を含めた自らの外見が顔魅力が実際に身体的な健康を反映しているかは疑わしい

他人にとって魅力的であることを望む。この動機づけは，という報告もあり 7），明確なコンセンサスが得られるには

社会的文脈と相互作用しながら，服飾や化粧などの豊かな至っていない。

文化を育んできた。その一方で，顔魅力に関する強い動機

これらの議論から明らかなのは，研究者を含め多くの人づけは時に問題も生じる。たとえば，自らの外見が理想とが顔魅力を文字通り物理的（physical）なものだと考えてい大きく乖離していると主観的に感じられる場合，それは強ることだ。確かに，多くの人に魅力的だと判断されやすい

1）

い葛藤やストレス，心理学的不適応をもたらすことがある 。

顔がある。しかし，物理的・外見的特徴は実際に人が感じ

また，顔の外見的魅力から人の実際の能力やパーソナリテ

る顔魅力のすべてを決定しているわけではない。少なくとィを予測することはほとんどできない

2 , 3）にもかかわらず，

顔の外見的魅力が高い人の能力やパーソナリティを好まし
4）

も心理学的には，魅力とは主観的経験であって，外界に存在するものではない（“beauty is in the eye of the beholder”）。

く判断してしまいやすい 。この現象は魅力ステレオタイ

実際，顔魅力の知覚は顔以外のさまざまな要因によってかプ（physical attractiveness stereotype）と呼ばれ，人事選なり変動する。たとえば，よく見知った人の顔の魅力を高考や学業成績評価をゆがめるおそれがあることから，応用く評価しやすい 8 , 9）。表情 10）や香り 11）も顔魅力に影響する心理学分野や教育心理学分野で関心が持たれてきた。

という。なお，赤い背景は顔写真の魅力を高めると報告さ

なぜ私たちはある顔を魅力的だと感じるのだろうか。知覚・認知心理学分野では，顔魅力を規定する知覚的要因が検討されてきた。顔のパーツの大きさの効果などを素朴に5）検討する研究もあるが ，近年はより全体的な特性，特に6）れたことがあるが，後のメタ分析によりこの効果はほとん
どないことがわかっている 12）。
本研究で注目したのは，人物のパーソナリティ情報の効果である。顔写真を提示してその顔の魅力を評価してもら対称性や平均性（averageness） が議論になっている。そう実験で，同時に “friendly” などの好ましいパーソナリテの背景には進化心理学的な解釈がある。すなわち，対称性

ィ特性の言語情報を提示すると，好ましくない特性の情報などの外見的特徴は身体的な健康の徴候であるからヒトの（“unfriendly” など）を提示した場合に比べ，同じ顔写真で視覚系はそれらの特徴を検出し魅力的に知覚するように進も外見的に魅力的（physically attractive）と評価された 13）。
Paunonen 14）はこの現象をより厳密に検討し，標的人物のパーソナリティ情報を顔写真に先立って提示した場合でもThe Effects of Perceptions of Clothing
and Behavior on Judgments of Facial
Attractiveness

同様の効果があること，顔写真が男女どちらでも効果があることを示している。特に，誠実な（honest）パーソナリティ情報の事前提示は，続いて提示された顔写真の外見的魅

Ryosuke Niimi

力の評価を高めた。このような効果は，魅力ステレオタイ

Faculty of Humanities, Niigata University

プとは逆方向のステレオタイプ，すなわち「よい人は魅力− 172 −

顔魅力の知覚に服および行動の知覚が与える影響の検討的」だと判断しやすいステレオタイプの存在を示唆する。

て用いる顔写真の（顔写真だけで判断されるもともとの）顔

近年，この効果は注目されはじめ，複数の研究が出版され魅力の影響を検討することだった。

ている 15 - 17）。

各参加者はまず質問紙に書かれた架空の大学生（標的人

このような，顔魅力に対する顔そのものの外見以外の要物）のプロフィール文を読み，続いてこの大学生の性格を因の影響は，まだあまり研究されていない。しかし，顔魅評定した（この時点では顔写真は提示されない）。プロフィ

力が顔の外見だけで決まるわけではないという事実を心理ール文は Paunonen 14）が用いたものの日本語訳で，誠実性学的によく理解することは，外見的魅力に関わる種々の問

高条件（財布を拾った際に中身を抜き取らず持ち主に返し題を考える上でも重要だと思われる。そこで本研究では，た，等の誠実な行動を描写）と低条件（不誠実な行動を描写）

Paunonen

14）の誠実性の効果を日本人サンプルにおいて再があり，参加者間で操作した。性格評定は操作チェックだ

検討し，さらに誠実性以外のパーソナリティ特性の影響もった。その後，参加者は標的人物のものとして顔写真を 1検討した。加えて，服魅力の影響も検討した。顔魅力が服枚提示され，その外見的特徴を評定（9 件法）するよう指示

18）

，そ

された。評定項目のうち 1 つが「魅力」で，この評定値が主の逆の効果があってもおかしくない。もし服魅力の効果がたる従属変数であった（他の項目はフィラー）。刺激としてあるならば，顔魅力に影響する顔以外の要因としては新し用いた顔写真は素材写真を加工したもので，事前の予備調

い発見となるはずである。

査により，相対的に高魅力な顔（男性 2・女性 2）と低魅力

魅力の評価に影響を与えることは報告されており

なお，実験１および実験 3 は後藤真美（新潟大学人文学な顔（男性 2・女性 2）を選出して用いた（図 1 a）。各参加者

部，当時）と共同で行った。本研究の詳細は，後藤との共は 1 名の刺激人物についてのみ評価した。参加者と標的人

著論文として出版済みである

19）

２．方

物の性別の割り当てはランダムだった（つまり，4 通りの。

すべての組み合わせがあった）。

法

2. 2. 実験２

2. 1. 実験１
大学生 65 名（女性 38，男性 27，平均年齢 21 . 1）が参加

従来の研究はほとんどが大学生を対象としていた。そこした質問紙実験であった。質問紙は電子ファイルで作成し，で 実 験 2 で は， 幅 広 い 年 齢 層 の 参 加 者 を 対 象 と し て

電子メールにて配布した。実験１の目的は，Paunonen 14）

Paunonen 14）の誠実性の効果が再現されるか確認することの誠実性の効果を日本の大学生で確認すること，刺激としを目的とした。第 2 の目的は，大きなサンプルサイズを用

図１ 実験で用いた顔写真刺激の例。実験1では，事前調査（顔写真のみを提示しパーソナリティ情報の提示はなし）により相対的に高魅力・低魅力と評価された写真を用いた（a）。実験2
では，中程度の魅力の顔写真に，事前調査により高魅力・低魅力と評価されたTシャツを合成した画像を用いた（b）。実験3および4では，中程度の魅力の顔写真を用いた（c）。文献19）を元に著者作成。顔写真には素材写真（photoAC）を使用。

− 173 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

いて，参加者の性別と刺激人物の性別の効果をそれぞれ検作した。攻撃性は，よく人と言い争ったり物を蹴ったりす討することだった。第 3 の目的は，服魅力の効果の検討だ

る，などの描写によって操作した。顔写真には予備調査でった。

魅力が中程度だったもの（男女各 4）を用いた（図 1 c）
。服

クラウドワーカー 480 名が実験 2 に参加した。ただし，魅力は操作しなかった。実験 3 は実験 2 と同様のオンライ

23 名のデータを分析から除外した（3 . 2 . 参照）。分析対象

ンフォームを用いて行われた。大学生 117 名が参加した（女の 457 名は女性 262 名・男性 195 名で，年齢は 19 歳から性 82 名，男性 35 名，平均年齢 20 . 5）。

75 歳，平均 40 . 0 歳だった。
参加者はオンラインフォームにより実験２に参加した。

2. 4. 実験４

オンラインフォームの構成は実験１の質問紙と同様で，参プロフィール文の内容がなぜ顔魅力評定に影響するのだ

加者は標的人物のプロフィール文を読んだあと，性格評定

ろうか。Paunonen 14）は，標的人物に対する全般的な好まを行い，続いて標的人物の顔写真を提示され，その外見的しさ（likability）がパーソナリティ知覚と顔魅力知覚を媒介

特 徴（ 魅 力 を 含 む ）を 評 定 し た。 評 定 は visual analogue

す る と 解 釈 し て い る。 実 験 4 は 別 の 可 能 性 と し て 気 分

scale（0 ‒ 100）で行われた。前のページに戻ることはでき（mood）の影響を検討した。誠実なプロフィールを読んだなかった。プロフィール文は実験１と同じものだった。顔参加者は，ポジティブな気分となり，これが顔魅力評定を

写真は新たに作成したもので，T シャツを着た人物の上半高くする可能性が考えられたからだ。そこで，実験の最後身が映った画像だった（図 1 b）
。これらは顔写真と T シャに気分評定を行ってもらい，参加者の気分と顔魅力評定にツの画像を合成して作られた。T シャツは，事前の予備調関連があるか検討した。プロフィール文は実験１と同じ（誠

査によって高魅力なものと低魅力なものを複数選出して用実性高条件・低条件）で，顔写真は実験 3 と同じだった（図いた。顔写真は，予備調査で魅力が中程度だったもの（男1 c）。131 名の大学生が実験 4 に参加した。1 名はプロフ

女各 2）を用いた。プロフィール文の誠実性（高低），服魅ィール文を以前に読んだことがあると回答したため，その力（高低），標的人物の性別（男女），参加者の性別（男女）かデータを除外し，130 名のデータを分析対象とした（女性

らなる 8 条件参加者間計画だった。

67，男性 63，平均年齢 19 . 7）。

３．結

2. 3. 実験３
誠実性以外のパーソナリティ特性の知覚も標的人物の顔果

3. 1. 実験１の結果

魅力知覚に影響するのだろうか。実験３では，誠実性のか

性格評定のうち誠実性の評定は誠実性高条件で誠実性低わりに創造性（creativity）と攻撃性（aggressiveness）の効条件より高く，誠実性の操作は成功していた。外見的特徴

果を検討した。創造性（高低）×攻撃性（高低）からなる 4 通の評定項目のうち魅力の評定値を分析した（図 2 a）。誠実

りのプロフィール文を作成して用いた。創造性は，誰も思性（高低）と刺激顔写真のもともとの魅力（高低）が標的人物

いつかないようなアイデアを出す，などの描写によって操の顔魅力の評定値に影響したか分散分析により検討したと

図２ 実験１（a）および実験2（b）の顔の外見的魅力の平均評定値。両実験とも，標的人物の誠実性が高い条件（グレーのバー）の方が誠実性が低い条件（白いバー）よりも顔魅力が高く評定された。ドットは参加者ごとの評定値を示し，エラーバーは平均の95 %信頼区間を示す。文献19）を元に著者作成。

− 174 −

顔魅力の知覚に服および行動の知覚が与える影響の検討

ころ，どちらの効果も統計的に有意で（順に，F（1 , 61）とから，標的人物の性別も要因として組み込んだ ad hoc= 8 . 8 4 , p=. 0 0 4 , η p 2 =. 1 2 7 ; F（1 , 6 1）= 1 0 . 7 1 , p=. 0 0 2 ,な分析を行った。その結果，標的人物の性別と攻撃性の交ηp 2 =. 149），かつ，交互作用はなかった（F（1 , 61）= 0 . 03 ,互作用が見られ（F（1 , 109）= 4 . 81 , p=. 030 , ηp 2 =. 042）
，標

p=. 852 , ηp 2 =. 001）。もともとの顔魅力の効果が見られた的人物が男性の場合に攻撃性高条件で攻撃性低条件に比べのは当然の結果であり，研究上重要なのは誠実性の効果で顔魅力評定が有意に低下した。

ある。誠実性の高い標的人物の顔は，誠実性の低い標的人
物の顔よりも，外見的魅力が高く評価され，Paunonen 14）

3. 4. 実験４の結果の誠実性の効果が日本の大学生においても再現された。しPaunonen 14）の誠実性の効果を確認するため顔魅力評定かもその効果はもともとの顔魅力と無関係に生じていた。

値を分析したところ，予想に反して誠実性の効果が見られ誠実性の効果が外見的魅力の高さと独立に生じるという結なかった（F（1 , 126）= 0 . 90 , p=. 344 , ηp 2 =. 007）。平均評定

果は先行研究の報告 15）とも一貫している。

値は誠実性高条件で 5 . 0，誠実性低条件で 4 . 7 だった。

3. 2. 実験2の結果

め，気分評定の回答からポジティブ気分得点（PA）とネガ

参加者の気分が顔魅力評定と関連しているか検討するた
性格評定と外見評定の合計 15 項目のうち過半数（8 項目

ティブ気分得点（NA）を算出してこれらを説明変数とし，以上）で visual analogue scale のデフォルト値（50），左端

顔魅力評定を被説明変数とする重回帰分析を行った。しか（0），または右端（100）を回答していた 22 名の参加者のデ

し，どちらの気分得点も回帰係数は有意でなく（ps>. 05），

ータは，信頼性が低いとみなし，分析から除外した。さら帰無モデルの方が確からしかった（BF 01 = 3 . 67）。誠実性のに，
オンラインフォーム表紙の参加者性別の記述欄でノン・効果が再現されなかったためそもそも結果の解釈が難しい

バイナリーと回答した 1 名のデータは，参加者の性別を要が，気分が顔魅力評定に影響しているという証拠はなかっ因とした分析にノン・バイナリーのカテゴリーを水準とした。

て組み込むにはサンプルサイズが小さすぎたため，やはり４．考分析から除外した。

察

分析対象のデータについて，顔写真の外見的魅力の評定

Paunonen 14）の誠実性の効果は日本の参加者でも再現さ値を分析した（図 2 b）
。誠実性高条件では有意に魅力評定れた。実験 4 でのみ再現に失敗したが，これは実験 4 のみ

2

コースクレジットを参加謝礼に用いたためかもしれない。

の誠実性の効果が再現された。一方，全体的には，誠実性の効果は頑健だったと言える。誠実な服魅力の高条件と低条件で顔魅力評定値に有意差はなかっ人物は，男性でも女性でも，異性でも同性でも，もともとた（F（1 , 61）= 1 . 15 , p=. 285 , ηp 2 =. 003）
。評定人物が男性のの外見的魅力が高くても低くても，着ている服の魅力が高場合，標的人物が女性の場合より若干顔魅力評定が高かっ

くても低くても，不誠実な人物よりも魅力的な顔であるとが高く（F（1 , 441）= 78 . 65 , p < . 001 , ηp =. 151）
，実験 1 に続いて Paunonen

14）2

た（F（1 , 441）= 6 . 20 , p=. 013 , ηp =. 014）
。これは刺激に用評価された。参加者はあくまでも顔の外見的な魅力を評価いた顔写真のもともとの魅力を男性写真と女性写真で厳密するよう求められたにもかかわらず，標的人物のパーソナに等しく調整していなかったためと思われた。誠実性とのリティの影響が生じたことは，顔魅力の知覚が実際には標交互作用はなかったことから，標的人物の性別は誠実性の的人物に関するさまざまな情報（外見の情報も，外見以外効果とは関係がなかった。参加者の性別の効果はなかったの情報も）を統合することで生まれる複雑な心理学的プロ（F（1 , 441）= 0 . 64 , p=. 425 , ηp 2 =. 001）。

セスであることを示している。
なぜこのような現象が起こるのだろうか。参加者の気分

3. 3. 実験３の結果

が顔魅力評定を媒介しているという証拠は得られなかった。

顔魅力評定値について，プロフィール文の創造性と攻撃

Paunonen 14）は 標 的 人 物 に 対 す る 全 般 的 な 好 ま し さ

性の効果を検討したところ，どちらも統計的には有意でな（likability）が媒介している可能性を指摘したが，本研究で2か っ た（ 順 に，F（1 , 113）= 0 . 17 , p=. 677 , ηp =. 002 ; F（1 ,もサンプルサイズの大きい実験 2 のデータを用いて媒介分113）= 3 . 44 , p=. 066 , ηp 2 =. 030）
。創造性高条件と低条件の析を行ったところ，誠実性の知覚が標的人物に対する好ま顔魅力評定値は平均 5 . 0 と 4 . 8 だった。ベイズファクター

しさを媒介して顔の外見的魅力に影響する媒介効果が有意の分析でも帰無仮説の方が確からしく（BF 01 = 4 . 75），創造であり，Paunonen 14）の解釈の妥当性が確認された。顔魅性の効果はなかったと言える。攻撃性高条件と低条件の顔力はおおむね無意識的・直感的に知覚されるものであり，

魅力評定値は 4 . 6 と 5 . 2 で，統計的有意差はなかったもの

そのような無意識的過程において，外見的特徴から生じるの，攻撃性高条件で顔魅力が低下する傾向があった。攻撃

好ましさとパーソナリティ知覚によって生じる好ましさは

性の知覚は標的人物の性別によって異なる可能性があるこ

厳密に区別されていないのだろう。

− 175 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

誠実性以外のパーソナリティ特性の効果はやや複雑であ8） Kniffin KM, Wilson DS. The effect of nonphysicalる。顔魅力知覚への創造性の影響はないことが示唆された

traits on the perception of physical attractiveness:

が（実験 3），外見的魅力ではなく標的人物の全般的な魅力

Three naturalistic studies. Evol Hum Behav. 2004; 25:

は創造性によって高まるという報告がある

20）。実験 3 は88.101.

標的人物が男性の場合には攻撃性が顔魅力評定を下げる可9） Peskin M, Newell FN. Familiarity breeds attraction:

能性も示したが，ad hoc な分析に基づいており検出力がEffects of exposure on the attractiveness of typical and十分ではなく，改めて検討する必要がある。Paunonen

14）

distinctive faces. Perception. 2004; 33: 147-157.

は知性（intelligence）が顔魅力評定にあまり影響しないこ10）Ueda R, Kuraguchi K, Ashida H. Asymmetric effectとも示しており，総じて，能力（competence）に関わる特of expression intensity on evaluations of facial

性はあまり顔魅力知覚を変えないようである。これに対し，

attractiveness. Sage Open. 2016; 6: 215824401667756.

誠実性（や攻撃性）
が顔魅力知覚を変えることは，能力と信11）Demattè ML, Österbauer R, Spence C. Olfactory

用性（trustworthiness）とが対人知覚における主要な 2 因cues modulate facial attractiveness. Chem Senses. 2007;

子であるとする社会心理学的理論 21）と整合性がある。誠32: 603-610.

実性や攻撃性は信用性を構成する特性として解釈できる。

12）Lehmann GK, Elliot AJ, Calin-Jageman RJ. Meta-

顔魅力の心理学研究ではこれまで，顔そのものの外見的

analysis of the effect of red on perceived attractiveness.

特徴以外の要因はあまり注目されてこなかったが，今後さらに研究されるべきだろう。顔魅力知覚の典型的な実験では，顔の画像を提示して，その魅力の評定を参加者に求めEvol Psychol. 2018; 16: 1474704918802412.
13）Gross AE, Crofton C. What is good is beautiful.
Sociometry. 1977; 40: 85-90.

る。このような状況では顔の外見的特徴のみが利用可能な

14）Paunonen SV. You are honest, therefore I like you

情報だから，外見的特徴の影響が強く生じるのは当然であand find you attractive. J Res Pers. 2006; 40: 237-249.

る。一方で，日常的な対人知覚の場面では，外見的特徴以

15）Lewandowski GWJr, Aron A, Gee J. Personality goes

外の情報も同時に多数利用可能なことが多い。そのような

a long way: The malleability of opposite-sex physical

状況で実際に外見的特徴以外の情報が顔魅力知覚にどう利用されているのか，実証的に検討することが必要であろう。

attractiveness. Pers Relatsh. 2007; 14: 571-585.
16）Zhang Y, Kong F, Zhong Y, Kou H. Personality
manipulations: Do they modulate facial attractiveness（引用文献）

ratings? Pers Indiv Differ. 2014; 70: 80-84.

1） ラムゼイ N, ハーコート D. アピアランス〈外見〉の心理学

可視的差異に対する社会的理解とケア

福村出版 ;

17）Wang X, Liu S, Han S, Gan Y, Li W, Xu Q, et al.
Roles of social knowledge and sexual dimorphism in
the evaluation of facial attractiveness. J Exp Soc

2017.
2） Dickey-Bryant L, Lautenschlager GJ, Mendoza JL,
Abrahams N. Facial attractiveness and its relation to

Psychol. 2020; 88: 103963.
18）新美亮輔・山田真也

顔の魅力が服の魅力評価に与える影響とその性差  心理学研究 , 2020; 91: 94-104.

occupational success. J Appl Psychol. 1986; 71: 16-19.
3） Feingold A. Good-looking people are not what we19）Niimi R, Goto M. Good conduct makes your faceattractive: The effect of personality perception on

think. Psychol Bull. 1992; 111: 304-341.
4） Eagly AH, Ashmore RD, Makhijani MG, Longo LC.
What is beautiful is good, but … : A meta-analytic
review of research on the physical attractivenessfacial attractiveness judgments. Plos One. 2 0 2 3; 1 8:
e0281758.
20）W a t k i n s C D . C r e a t i n g b e a u t y : C r e a t i v i t ycompensates for low physical attractiveness whenstereotype. Psychol Bull. 1991; 110: 109-128.
5） Cunningham MR. Measuring the physical in physicalindividuals assess the attractiveness of social andattractiveness: Quasi-experiments on the sociobiology

romantic partners. Roy Soc Open Sci. 2017; 4: 160955.

of female facial beauty. J Pers Soc Psychol. 1 9 8 6; 5 0:21）Walker M, Vetter T. Changing the personality of aface: Perceived Big Two and Big Five personality

925-935.
6） Langlois JH, Roggman LA. Attractive faces are only

factors modeled in real photographs. J Pers Soc
Psychol. 2016; 110: 609-624.

average. Psychol Sci. 1990; 1: 115-121.
7） Jones BC, Holzleitner IJ, Shiramizu V. Does facial
attractiveness really signal immunocompetence?
Trends Cogn Sci. 2021; 25: 1018-1020.

− 176 −

視覚障害者自らによる「化粧」が視覚障害者の Quality of Life に与える多面的な影響に関する研究
日本福祉大学社会福祉学部

横山

由香里

The objective of this study was to explore the effects on QOL of women with visual impairments the opportunity to learn
to apply their own makeup. We conducted a pre-post intervention study to test the impacts of the blind makeup program. Although our study had only six participants, we did find among them that their QOL scores improved after intervention.

1．緒に該当する者とした。20 歳以上の女性がブラインドメイ

言クプログラムの受講を申し込んだ際に、本研究の趣旨を説

視力を失うことは、Quality of Life（以下、QOL）の著し

明し、6 名より同意を得た。

い低下や、うつ病のリスクにつながる。先行研究では、一般住民に比べて視覚障害者の QOL が低いこと 1 , 2）や、精神
健康や心理的 well-being が低いこと

3 - 5）が報告されてきた。

2. 2. ブラインドメイクプログラム
ブラインドメイクプログラムは鏡を見なくてもフルメイしたがって、視覚障害者の QOL 向上を目指す試みは極めクアップができる化粧技法として大石華法氏が開発したもて重要と言える。

のである 9）。プログラムでは一般社団法人日本ケアメイク

視覚障害があっても QOL を高め、活き活きと生きるた協会の認定を受けた化粧訓練士によって化粧工程を習得す

めの支援として、本研究では化粧の可能性に着眼した。

る。化粧訓練士は音声で視覚障害者を誘導し、訓練を積み

WHOQOL では ‘bodily image and appearance’ が構成要素重ねていくことで視覚障害者自身が自ら化粧ができる構成

6）の１つになっている 。視覚に障害があったとしても自身になっている。短時間で、自然な仕上がりにすることに配が「こう在りたい」と考えるボディイメージは、QOL に大慮しながら、次のような手順で化粧をしていく。まず、自きな影響をもたらすと考えられる。視覚障害者以外を対象

分自身の両手指をダイレクトに化粧パウダーに付け、手指とした研究では、がん患者において、化粧等のケアがに付着した化粧パウダーを左右双方の手の指先や指腹で擦QOL の向上に資することが報告されている

7 , 8）

ように、化り合わせ、左右同色になるように色を馴染ませる。その状

粧が QOL の向上に寄与するとの研究が蓄積されつつある態のまま顔のあらかじめ決めておいた個所に化粧を施す 9）。

が、視覚障害者を対象とする研究はほとんど行われていな

以上の動作を、化粧訓練士と共に練習していくことで、最い。

終的には視覚障害者が自信をもって一人で化粧をすること

視覚障害者は、自身の目で確認しながら化粧を行うことが困難である。しかしながら大石らの開発したブラインド9）

メイクプログラム により、視覚に障害があっても自ら化ができるようになる。
本研究では、オンライン上で実施されたブラインドメイ
クプログラムの受講者を研究対象とした。

粧をすることが可能となっている。そこで本研究では、ブラインドメイクプログラムを受講した視覚障害者において、
QOL の改善がもたらされるかを検討することとした。

２．方

2. 3. 調査方法
ブラインドプログラムの受講が決まった段階で、化粧訓練士より研究の概要を説明し、承諾が得られた場合に、研法究者から改めて研究の詳細を口頭で説明し同意を得た。調2. 1. 対象

査はプログラム受講前と受講後に実施した。QOL に関わ

原疾患や先天性、中途障害等は問わず、「身体障害者福祉法」に基づく身体障害者手帳の障害程度等級（視覚障害）

る項目は構造化された質問を用いて聴取した。面接時間は約 20 分であった。

2. 4. 指標の選定
効果測定に際して多面的な評価が必要であるが、対象者

The effects on QOL of giving women
w it h v isua l impa ir ment s t heopportunity to learn to apply their own
makeupの負担を考慮すると、指標を精査することが求められる。

Yukari Yokoyama

状況を鑑み、健康関連 QOL の指標を採用することとし、

Nihon Fukushi University

特にどのような評価項目が優先されるかを、視覚障害者や本研究では医療分野でブラインドメイクが発展しつつある− 177 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

専門職（ロービジョン領域に精通している眼科医、視能訓

メイク受講前後のスコアを比較するため、対応のある t 検練士）へのヒアリング調査を基に検討した。

定を行った。有意水準は p< 0 . 05 とした。

視覚障害者は、精神的な苦痛を抱えやすいことが先行研究において指摘されている 3 - 5）。他方、視覚障害者へのヒ

2. 7. 倫理的配慮

アリング調査では、精神的な不安はあったものの、化粧が研究開始前に口頭で本研究の目的や個人情報保護の方法

気持ちの落ち込みを改善する契機になったことも示された。

について説明し同意を得た。本研究は日本福祉大学人を対自ら化粧ができるようになることで、精神的苦痛が軽減さ象とする研究の倫理審査委員会の承認を得て行った。

れる可能性があるか否かを検討するため精神健康度を評価

３．結することとした。

果

3. 1. 対象者の属性

2. 5. 分析に用いた指標

本研究では 6 名の女性から回答を得た。詳細を表 1 に示
10）

QOL の指標は、SF- 36 v 2 を用いた。SF- 36 v 2 は、健す。平均年齢は 31 . 7 歳（標準偏差 6 . 6）であった。婚姻状

康関連 QOL を測定するための尺度として開発され、信頼況や就労状況については 6 名中 4 名が、「既婚」、「就労中」性と妥当性が検証されている。国内外で広く使用されておと回答した。現在の症状・障害になってからの経過年数にり、一般住民との比較も可能である。SF- 36 v 2 には、8

ついては、6 名中 5 名が 5 年以上経過していると回答した。

つの下位尺度があり、国際的には身体的側面と精神的側面の 2 側面にまとめられる。日本では、身体的側面、精神的3. 2. 健康関連QOLの変化

側面、役割／社会的側面の 3 側面に分けたスコアリング方

健康関連 QOL の精神的ドメインにある 4 つの指標（①活法も提唱されているが、本研究ではブラインドメイクプロ

力、②社会生活機能、③日常役割機能（精神）、④心の健康）

グラムの受講によって変化が期待できる項目であることと、について、受講前後の変化をそれぞれ検討した。結果を図先行研究との比較の観点が必要であることから国際的に精1 に示す。対応のある t 検定を行った結果、受講後、①活神的側面として扱われている次の 4 つの下位尺度に着目し力（p< 0 . 05）と、③日常役割機能（精神）（p< 0 . 05）で得点がた（①活力・②社会生活機能・③日常役割機能（精神）、④

有意に上昇した。有意な差はなかったが、②社会生活機能心の健康）。そのため、上位概念での合算はせず、下位尺においては平均得点が下がっていた。④心の健康はほぼ横度のまま使用した。いずれの尺度も得点が高いほど良好でばいで、プログラム受講前後で有意な差は認められなかっあることを示す。
「活力」
は元気いっぱい・活力にあふれてた。50 点を日本人の平均値としてスコアリングしている

いた・疲れ果てていた等の４つの質問で構成される。
「社

が、介入後の「①活力」を除きすべての項目が日本人の平均

会生活機能」は付き合いの減少・付き合いをする時間の減

値を下回った。図 1 には 30 代の日本人女性の平均値を参少を尋ねる２つの質問で構成される。
「日常役割機能（精照値として含めたが、同年代の女性と比べても全般的に得神）」は普段の活動が思ったほどできなかった等の３つの質点が低かった。

問で構成される。
「心の健康」
は神経質・落ち込み・穏やかな気分等を尋ねる５つの質問で構成される。

本研究はサンプル数が少ないため平均得点だけでなく参考データとして個人の得点推移を表２に示した。図 1 で示した平均得点と同様、①活力や③日常役割機能（精神）は、

2. 6. 分析方法

全ての協力者において得点の上昇が認められる。②社会生

SF- 36 v 2 は、スコアリングマニュアル 10）に従い、日本

活機能は、6 名中 3 名が下降、2 名が維持、1 名が上昇し人の国民標準値に基づく尺度得点（日本人の国民標準値をていた。④心の健康は 6 名中 2 名が下降、1 名が維持、350、標準偏差が 10）になるように得点化した。ブラインド

名が上昇していた。

表1

対象者の属性− 178 −

視覚障害者自らによる「化粧」が視覚障害者の Quality of Life に与える多面的な影響に関する研究

図1

表2

健康関連 QOL（精神的側面）の変化

対象者個人におけるブラインドメイク受講前後の健康関連 QOL（精神的側面）

４．考4. 2. QOL変化の要因と社会的背景

察

本研究では「活力」と「日常役割機能」において有意な改善

4. 1. 視覚障害者の化粧とQOLが認められた。特に「活力」のスコアはプログラム受講後に本研究において、健康関連 QOL の４指標中、2 指標で一般住民の平均を上回っており、自ら化粧をすることで活有意な向上が認められた。サンプル数が少なく今後も検討

き活きと過ごせるようになっていることがうかがわれた。

する余地があるものの、視覚障害者女性に自ら化粧ができ

本研究の対象者は、面接中、ブラインドメイクの受講後にる技法を提供することは QOL 向上につながる可能性が示

自ら化粧ができるようになったことへの喜びや自信につい唆された。

て語っていた。自ら化粧ができたことによって、自信やエ本研究は、化粧技法を習得したいと考えブラインドメイ

ンパワーメントの向上につながった可能性がある。

クプログラムの受講を希望した女性を対象にしているため、他方で、受講前後で有意差が認められなかった項目につ視覚障害者全体に一般化することは難しい。そのため化粧いては、新型コロナウイルス感染症の影響が大きい可能性を強要したり、ルッキズムを助長したりすることにつながが考えられた。有意差はなかったものの平均点の減少がみらないよう十分留意する必要がある。他方で、視覚障害者られた「社会生活機能」は、人づきあいの減少等がスコア化

における外見へのケアはこれまで重視されてこなかったとされている。調査期間中は新型コロナウイルス感染症の流いう事実もある。文化人類学的な視点から行われた先行研行期であり、緊急事態宣言が出されていた。不要不急の外

究では、視覚に障害のある人々が「外見」に強い関心を持っ出が禁じられている社会状況において、外出機会や人とのていることが報告されている 11）。したがって、希望者に接点の増加は期待できない。さらに、視覚障害者特有の外化粧を通じた支援を行うことで QOL 向上の一助となる可

出の難しさも考えられる。日本盲導犬協会が行った調査 12）能性がある。

では、コロナ禍で「ソーシャルディスタンスがわかりづら− 179 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

い」という困りごとが 42 ％を占めた。その他、「商品など行われたものであり、その影響が結果に含まれている可能を触るため、周囲の目が気になる（21 ％）」「周囲に手引き性がある。感染症の終息や新しいライフスタイルへの適応などのサポートを頼みづらい（19 ％）」とも回答されていた。

がある程度完了した時点で改めて効果評価をすることも必

視覚障害者は、視覚からの情報が限られているため、様々要と考えられる。他のライフイベントといった交絡要因もな情報を頼りに外出している。しかし人通りの減少や商店含め精緻な解析が望まれる。第３に、本研究の対象者を女の休業等で音や香り、気配といった情報を得られにくくな性のみに限定している点が挙げられる。女性以外にもブラり、気軽に外出できなくなることが考えられる。したがっインドメイクの受講希望者がいたものの、背景情報をあるて、本人の意思で外出が減ったというよりも外的な環境に程度揃えることを目的に本研究からは除外した。しかしなより外出することができなかったことが得点の減少につながら男性やその他の性を自認する方等、様々な視覚障害者

がったとも推察される。

にブラインドメイクのニーズがある。性の多様性を考慮し、心の健康に関しても、有意な向上は認められなかった。
コロナ禍に実施された調査では、他の障害者と比べても視女性に限らず広く、化粧と QOL との関係を確認していく
ことが今後の課題と言える。

覚障害者は外出自粛等の生活影響が大きかったことが示さ

５．総れている 13）。また、先行研究ではコロナ禍に日本国内で女性の自殺が増加したことが報告される等女性におけるメ
ンタルヘルスの問題も浮上している

14）

括

本研究では視覚障害者が自ら化粧をすることにより。視覚障害者女性

QOL が向上するかを検討した。前後比較の結果、QOL のにおいても様々な制約が重なり、精神健康の改善にまでは

一部の指標で化粧後に有意な改善が認められた。対象者の至らなかった可能性がある。

数や前後比較デザインにとどまっている点等の限界はある
ものの、ブラインドメイクプログラム受講後に自ら化粧が4. 3. オンライン受講の有用性できるようになった女性においては QOL が向上する可能

本研究の対象者は対面ではなくオンライン上でブライン性が示唆された。

ドメイクプログラムを受講している。本研究ではオンラインであっても一定の効果が確認できた。先行研究でも、オ

謝

辞ンライン上の研修や研究会では、遠方からの参加が可能で本研究に助成いただきました公益財団法人コーセーコス

あること等の利点 15 , 16）が報告されている。また、研究会

メトロジー研究財団に感謝申し上げます。調査にご回答くにとどまらず、専門職が各地域に偏在しているケースで、ださった皆様、化粧療法士の皆様にも、心よりお礼申し上

オンライン上でのリハビリテーションが有効になるとの示げます。ブラインドメイク開発者の大石華法様、植木麻理

唆もある 17）。

先生にはブラインドメイクの意義をご教示いただき、リク

ブラインドメイクは化粧療法士の指導や対話の中で習得

ルート、研究成果の報告等でも多大なご協力を賜りました。

するものとしてプログラム化されているが、アクセスが容すべての方のお名前を記載できておりませんが、ご協力い

易でない視覚障害者も少なくない。新型コロナウイルス感

ただいた皆様に感謝申し上げます。

染症が流行する以前は、ブラインドメイクプログラムを受助成いただいた研究の一部は、第 3 回 国際化粧療法医

講のために遠方から視覚障害者が訪れていた。今後、受講学 会（2022 年 10 月 21 日 ）に お い て 報 告 し ま し た。

を希望する視覚障害者のニーズに合う形で、対面とオンラ

FRAGRANCE JOURNAL, 50 巻 12 号 . 84 - 84 . 2022 にも掲

インを活用したプログラム運用、発展が期待される。

載されております。今後も成果の公表に努める所存です。

4. 4. 本研究の限界と今後の課題（文

献）

本研究にはいくつかの限界がある。第 1 に、効果を検証

1） Ansuman, P. G., Nageswar, R., & Amrita, K. K.

するために必要なサンプル数を確保することができなかっ

Vision-related quality of life and its sociodemographic

たことが挙げられる。今後、新型コロナウイルス感染症のcorrelates among individuals with visual impairments.

影響が小さくなることで、ブラインドメイクプログラム受Journal of Visual Impairment and Blindness, 115, 1-10.

講者の増加が見込まれる。介入群と対照群の数を確保し、2021.

さらに検討していくことが望まれる。第 2 に、ポストコロ

2） Taipale, J., Mikhailova, A., Ojamo, M., Nättinen, J.,

ナ時代、ウィズコロナ時代を迎えた状況でブラインドメイ

Väätäinen, S., Gissler, M., Koskinen, S., Rissanen, H.,

クの効果検証をすることが必要である。先行研究においてSainio, P., & Uusitalo, H. Low vision status and declin-

視覚障害者への生活影響が極めて大きかったことが報告さ

ing vision decrease Health-Related Quality of Life: re-

れている。本研究は、社会活動等への制約が大きい最中に

sults from a nationwide 1 1-year follow-up study.

− 180 −

視覚障害者自らによる「化粧」が視覚障害者の Quality of Life に与える多面的な影響に関する研究

Qualitest 株式会社 , 京都 . 2019.

Quality of Life Research, 28, 3225-3236. 2019.
3） Demmin, D. L., & Silverstein, S. M. Visual impairment

11）Kaplan-Myrth, N. Alice without a looking glass: blindand mental health: unmet needs and treatment options.

people and body image. Anthropology and Medicine, 7,

Clinical Ophthalmology, 14, 4229-4251. 2020.

277-299. 2000.

4） Osaba, M., Doro, J., Liberal, M., Lagunas, J., Kuo, I. C.,12）公益財団法人 日本盲導犬協会 . コロナ禍の盲導犬ユー& Reviglio, V. E. Relationship between legal blindness

ザー外出時や社会参加での「困りごと」聞き取り調査結果．

and depression. Medical Hypothesis Discovery andhttps://www.moudouken.net/uploads/m e d i a /Innovation Ophthalmology Journal, 8, 306-311. 2019.

2022/05/20220523142317.pdf（アクセス日：2023 年 25） Pinquart, M., & Pfeiffer, J. P. Psychological well-being

月 20 日）in visually impaired and unimpaired individuals: a13）日本財団 . TCF_ コロナ禍における健常者と障害者調

meta-analysis. British Journal of Visual Impairment, 29,

査レポート．https://www.nippon-foundation.or.jp/app/

27-45. 2011.

uploads/2020/11/new_pr_20201013_01.pdf（アクセス日：

6） Skevington, S. M., Lotfy, M., O’ Connell, K. A., &2023 年 3 月 1 日）

WHOQOL Group. The World Health Organization’ s14）Eguchi, A., Nomura, S., Gilmour, S., Harada, N.,

WHOQOL-BREF quality of life assessment:

Sakamoto, H., Ueda, P., Yoneoka, D., Tanoue, Y.,

psychometric properties and results of the

Kawashima, T., Hayashi, T. I., Arima, Y., Suzuki, M., &international field trial. A report from the WHOQOL

Hashizume, M. Suicide by gender and 1 0-year age

group. Quality of Life Research, 13, 299–310. 2004.

groups during the COVID-1 9 pandemic vs previous7） Amiel, P., Dauchy, S., Bodin, J., Cerf, C., Zenasni, F.,
Pezant, E., Teller, A. M., André, F., & DiPalma, M.

five years in Japan: An analysis of national vitalstatistics. Psychiatry research, 305, 114173. 2021.

Evaluating beauty care provided by the hospital to15）西井尚子 , 松本珠希 , 赤井由紀子 , 森村美奈 . コロナ禍women suffering from breast cancer: qualitativeにおけるオンライン研修会の教育効果：アンケート結果

aspects. Supportive Care in Cancer, 17, 839-845. 2009.

からの一考察 , 女性心身医学 . Vol. 26, No. 2, 129-133，

8） Richard, A., Harbeck, N., Wuerstlein, R., & Wilhelm,
F. H. Recover your smile: effects of a beauty care

2021.
16）星紫織 , 堀内寿志 , 橋本賢勇 , 松尾龍志 , 池田光泰 , 荻intervention on depressive symptoms, quality of life,

原真 . Web システムを利用したオンライン研修会の試and self-esteem in patients with early breast cancer.

み , 医学検査 . Vol.70, No.1. 123-127, 2021.
17）永島圭悟 , 田村文誉 , 水上美樹 , 町田麗子 , 高橋賢晃 ,Psycho-Oncology, 28, 401-407. 2019.
9） 大石華法 , 平野隆之 , 松久充子 . 視覚障害者のための古屋裕康，菊池真依，冨岡孝成，菊谷武 . オンライン診「 ブ ラ イ ン ド メ イ ク・ プ ロ グ ラ ム 」FRAGRANCE

療による小児患者への摂食嚥下リハビリテーションの試

JOURNAL, 49-44. 2017-8.

み，日本摂食嚥下リハビリテーション学会誌 . Vol.23,

10）福原俊一 , 鈴鴨よしみ . SF-36v2 日本語版マニュアル ,No.3. 199-207, 2019.

− 181 −

顔面神経麻痺に対する重症度診断 AI ソフトを用いたより効果的なメイクアップ法の開発
国立病院機構東京医療センター臨床研究センター聴覚平衡覚研究部聴覚障害研究室／東海大学医学部耳鼻咽喉科・頭頸部外科

和佐野

浩一郎

We developed artificial intelligence software for facial palsy severity diagnosis using segmentation analysis and wrinkle
analysis. We used facial movement movies of 20 patients and 5 normal volunteers on the Yanagihara facial nerve grading
system. Then we tried to develop a make-up method for facial palsy patients using the artificial intelligence software, but
due to the Covid-19 situation, we experienced only preliminary make-up for three facial palsy patients and could not develop
the standardized method. As the three patients were very satisfied with the make-up, we will continue to develop the method.

1．緒の評価法でも医師などの医療者により、安静時の左右差お言

よび運動時の左右差を評価することで点数化を行うもので、

顔面神経麻痺とは、表情筋の運動を司る顔面神経の機能

医療者による主観的な評価であるため検者により点数のばが低下することにより、発症前と比べて表情筋の動きが急

らつきがあることが知られている。なかでも日本国内で最激に低下する疾患であり、大部分が末梢神経由来だが、まも用いられている柳原法では 40 点満点の評価のなかで、れに脳梗塞などを原因とする中枢性由来も含まれている。

検者により 10 点以上の差があることが報告されている 3）。

末梢性麻痺の中では、特発性と呼ばれる誘因なく発症する

そこで後遺症残存により QoL の低下が継続している患ものが最も多く、頭蓋骨骨折に伴う外傷性のものがそれに者をサポートするため、メイクアップを用いた QoL の改

続き、それ以外にも頭頸部の腫瘍、サルコイドーシス、ギ

善を指導する試みを開始した。顔面神経麻痺診療のなかに

ランバレー症候群など様々な疾患に引き続いて発症するこ

コスメトロジー（化粧品学）を取り入れることにより、一1）とがある 。

段ステップアップすることを目指す。患者さんが日常生活

最も多くの患者が受診する特発性顔面神経麻痺は、Bellのなかで顔面神経麻痺メイクを実践していくためにはセル麻痺と Ramsay Hunt 症候群に大きく分かれ、以前感染しフメイクアップが必要であるが、安静時だけでなく様々な治癒した後に神経の中で潜伏しながら生存していた水痘帯

表情の際の自然さを求めるのは鏡を見て行うだけでは難し状疱疹ウィルスや単純ヘルペスウィルスが、何らかの原因

いことが予測される。そこで我々が開発中の人工知能（AI）

で再活性化することによって発症するとされている。初期を用いた顔面神経麻痺の重症度診断ソフトを活用すること治療としては神経の炎症を抑える目的でステロイド剤の投により、安静時に加え様々な表情を作った際の左右差を客与を行うとともに、原因となるウィルスに対する抗ヘルペ

観的かつ定量的に評価し、より効果的なメイクアップ方法

スウィルス剤を投与する。また、筋肉のこわばりや異常なを探索するものである。

動きを抑制するためにマッサージを中心としたリハビリテ

２．方ーションも発症早期から開始する。大多数の患者において麻痺からの回復は、3 ～ 6 カ月程度と比較的長い期間が必法

2. 1. 人工知能ソフトウェアの開発要である。治癒率は、Bell 麻痺は 9 割程度、Ramsay Hunt

国立病院機構東京医療センター耳鼻咽喉科に受診した顔症候群は 6 ～ 7 割とされており、残念ながら治癒に至らな面神経麻痺の患者に対して、柳原法評価を行う際に、患者かった場合は麻痺残存や異常共同運動などの後遺症が残存の正面から Osmo pocket（DJI JAPAN 株式会社）により動する 2）。

画撮影を行った。柳原法は安静時、額のしわよせ、弱閉眼、顔面神経麻痺の重症度評価は、柳原法・House-Brackmann
法、Sunnybrook法といった方法で行われているが、いずれ

強閉眼、片目つぶり、鼻根しわ寄せ、頬膨らませ、口笛、イー、への字口の際の動きを評価するものである。
この柳原法動画から各表情を抽出し、静止画へ切り出し

Development of a make-up method for
facial palsy patients using artificial intelligencesoftware for severity diagnosis
Koichiro Wasano, MD, PhD
National Hospital Organization Tokyo
Medical Center, Tokai University Schoolof Medicine

た。片目つぶりの評価には、左右対称性を評価するために麻痺側の片目つぶりに加え、非麻痺側の片目つぶりを記録
し、静止画への切り出しを行った。
今回画像認識に用いた機械学習システムを構築するにあたり、プログラミング言語は Python を使用し、Google が開発したオープンソースソフトウェアライブラリ− 182 −

顔面神経麻痺に対する重症度診断 AI ソフトを用いたより効果的なメイクアップ法の開発

TensorFlow を実装した。そして畳み込みニューラルネッ

率

トワーク（Convolution Neural Network: CNN）技術を応用⑦頬膨らませ：唇の面積の左右重ね合わせの一致率

し た Semantic Segmentation の 一 手 法 で あ る Changqian⑧口笛：唇の面積の左右重ね合わせの一致率

4）

Yu らが 2018 年に報告した BiSeNet を用い、顔面のパー⑨イー：唇の面積の左右重ね合わせの一致率（図 3）

ツを眉、眼、鼻、口唇と領域別に抽出した（図 1）。

⑩への字口：唇の面積の左右重ね合わせの一致率

各静止画に対し、上記画像認識により得た各顔面パーツ

複数の耳鼻咽喉科専門医が、上記と同一の静止画を採点に関して、以下の変数を算出した。

して得られた柳原法評価点数の平均を「教師データ」とし、①安静時：眉、眼、口唇の面積の左右重ね合わせの一致率

上記変数を用いた回帰分析を行い、点数を目的変数とする②額のしわ寄せ：眉の重心点と眼の重心点の距離の左右比

回帰式（一次式）を算出した。
また、位置および面積だけではなく「表情しわ」
を認識さ

（図 2）
③弱閉眼：眼の面積の左右比せるために線状の画像解析にも取り組んだ。額のしわの解④強閉眼：眼の面積の左右比および眉の重心点と眼の重心析を行い、輪郭抽出フィルターを用いて表情画像のしわを含む輪郭線を抽出。セグメンテーションを用いて顔面にお点の距離の左右比⑤片目つぶり：麻痺側片目つぶりと非麻痺側片目つぶりそける皮膚領域を眉毛・目・鼻・口以外の領域として抽出。

れぞれにおける眉の重心点と眼の重心点の距離の左右差

重ね合わせることで、皮膚領域における表情しわを抽出しの比た。抽出された線要素からさらに方向により絞り込みを行⑥鼻根しわよせ：鼻と口唇の面積の左右重ね合わせの一致

い、関心領域（今回は前額部に設定）のしわのみを抽出しグ

図1

顔面各パーツのセグメンテーション（筆者）

図2

額のしわ寄せの評価のための眉毛挙上の解析− 183 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

ラフ化したうえで積分し絶対値を提示、その数値の左右比のものを活用する）。一方、生活の様々な場面の中で出現

を算出した
（図 4）
。

する表情や、特に閉眼時の左右差は鏡でのセルフメイクア

メイクアップ指導の対象は顔面神経麻痺により顔面の静ップでは十分にカバーできない可能性があるため、我々が止時および運動時に左右不均等が生じた患者である。自宅

開発中の人工知能（AI）を用いた顔面神経麻痺の重症度診でも継続できるセルフメイクアップ法の指導を行うことか

断ソフトを活用することにより、安静時に加え様々な表情ら女性が主たる対象となるが、希望する場合は男性も対象を作った際の左右差を客観的かつ定量的に評価することととする。

する。本 AI 診断ソフトは顔認識技術をベースとして多く

まず、鏡を用いて患者の主観的に左右差が減るようなメの顔面神経麻痺患者および正常者の 11 通りの表情（閉眼、イクを助言する（用いるメイク道具に関しては、患者持参

鼻根部しわ寄せ、いー、うーなど）を対象とした顔面神経

図3

図４

イー時の口角の動きの解析

額のしわ寄せの評価のための表情しわ解析− 184 −

顔面神経麻痺に対する重症度診断 AI ソフトを用いたより効果的なメイクアップ法の開発

診療を専門とする耳鼻咽喉科医による重症度診断（柳原法ば、適切に重症度を評価することにより適切な治療法の選や House-Brackmann 法など）の結果を機械学習によって択が可能となる。さらに、治療による効果判定も一定の基覚えこませたものである。

準により行うことが可能となり、臨床試験の立案にも寄与

アウトカムの評価法としては、QoL 調査票、自記式満足できる。標準化された基準を作成するには点数のばらつき

度調査票、および AI 診断ソフトによる左右差とする。メを軽減することが重要であり、そのためにできるだけ多く

イクアップ指導の介入前と介入中、介入終了後の変化量をの顔面神経麻痺患者の画像データおよび、その評価に精通検討する予定であった。

した医師の判定を蓄積する必要がある。本研究では顔面神本研究は国立病院機構東京医療センターの倫理委員会の

経麻痺患者 20 名、正常者 5 名にとどまったが、今後さら承認（承認番号 R 19 - 055）を得た上で、患者の文書によるに症例を蓄積することで精度の高い人工知能ソフトウェア

同意を得て行った。

の開発を継続する。また、メイクアップ法に関してはプレ３．結

リミナルな 3 例にとどまったが、いずれも非常に高い満足

果度であり、患者ニーズが高いことから研究期間終了後も再

人工知能ソフトウェアの開発に関しては顔面神経麻痺の開時期を模索する。

ない正常者 5 例と顔面神経麻痺患者 20 例のデータを用い

５．総てソフトウェアを開発した。4 名の耳鼻咽喉科専門医の採括点結果を教師データとして構築し、0 . 0 から 4 . 0 点の小数

新型コロナウイルス感染症の拡大に伴いメイクアップ法

にてソフトウェアから点数が算出される形となった。柳原の開発は果たせなかったため、感染症の鎮静化を待って再法は 0 点、2 点、4 点の 3 段階で評価されることから、小開を模索する。人工知能ソフトウェアの開発は順調に進捗数をどのように３段階に置き換えるかに関しては顔面神経したものの、さらなる精度向上が必要であるため引き続き

学会パネルディスカッションの中で会員から投票を行うこ開発を継続する。

とにより、０点（0 - 1 . 4）
、２点（1 . 5 - 3 . 0）
、４点（3 . 1 - 4 . 0）
（引用文献）

が採用された。
しわの解析に関しては、図の通り解析は可能となったが、

1） 和佐野浩一郎：本当はこわい耳疾患

顔面神経麻痺

前髪の影響による光の当たり方により大きな誤差が生まれBell 麻痺 /Ramsay Hunt 症候群 / 腫瘍性疾患 / 炎症性神ることが示され、今後も改修が必要な結果であった（図 5）。

経疾患 / 脳血管障害 . 耳鼻咽喉科・頭頸部外科（0914-

最後にメイクアップ法の開発に関しては、新型コロナウ
イルス感染症の拡大に伴い、医療機関において近接した状

3491）94 巻 9 号 Page720-723（2022.08）
2）松代直樹：麻痺スコア（40 点法）の検者による差異

顔態での指導やマスクを外した状態での指導が禁止され、症

面神経麻痺の専門家 9 人と全国の一般耳鼻咽喉科勤務医

例集積が 3 例に留まったため、効果的なメイクアップ法の47 人での検討．Facial N Res Jpn 2010；29：63-65．

開発には至らなかった。研究期間終了後、新型コロナウイ3）日本顔面神経研究会編：顔面神経麻痺診療の手引 -Bell

ルス感染症が鎮静化した後に再開の予定である。

４．考麻痺と Hunt 症候群 -．東京：金原出版，2011 年．
4）Yu C, et al: BiSeNet: Bilateral Segmentation Network察

for Real-Time Semantic Segmentation. In: Ferrari V,

顔面神経麻痺患者は耳鼻咽喉科、神経内科、総合内科、et al., eds. Computer Vision – ECCV 2018. ECCV 2018.

一般内科など様々な診療科を受診する。麻痺の重症度が専Lecture Notes in Computer Science, 2018；vol. 11217.

門診療科や診療経験の差の影響なく判定できるようになれ

図５

しわ解析において前髪の影響により左右差があるように算出された正常症例− 185 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて池田将

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団コスメトロ

目指すというものでした。本研究期間内に、DNA 構造体

ジー研究助成に採択頂き、誠にありがとうございました。

を創出するという素材開発面と機能評価において一定の成採択のご連絡を頂いたときには、素直な喜びと安堵ととも果を得たものの、DDS 応用面では十分な検討を行うことに少なからず驚きを感じました。助成頂いた研究内容は、はできませんでした。引き続き、本研究を継続し、社会と申請当時において未だ確固たる実績のない発案初期の段階

コスメトロジー研究に少しでも貢献できるよう力を尽くしのものでした。さらに私は工学部に所属する研究者で、コていきたいと考えています。

スメトロジー（化粧品科学）の研究分野に馴染み深いとは

一般に、財団助成は単年が多い中、本研究助成では２年言えない弱みがありました。その一方、公募要項を拝見し間の助成を頂きました。このことは、規模の小さな私達のますと、萌芽的研究や素材に関する研究も含むことが記載

研究室にとって、また私個人にとってもありがたく、落ちされており、そこに一縷の望みをかけて発案段階の申請書

着いて研究に向き合うことを可能にしてくれました。僭越

を提出しました。具体的な内容は、研究報告書にも記載のながら是非今度とも複数年の助成を継続して頂けることをとおりですが、それまでに研究室で進めていた研究内容を願っております。

基盤として新たな分子を素材として設計・合成し、それを最後に、ご支援を頂きました財団関係者の皆様に心より用いて環境に応答する DNA 構造体を作り、ドラッグ・デ

感謝申し上げますとともに、ますますのご発展とご多幸を

リバリー・システム（DDS）のキャリアーとしての応用を心よりお祈り申し上げます。

（岐阜大学工学部）

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
伊村

くらら

この度はコスメトロジー研究助成に採択を頂き、誠にあこの研究ではゲル化剤としての機能に着目しました。界面

りがとうございました。本稿を執筆しているタイミングで活性剤による系の増粘は、ひも状ミセルや液晶の形成といは、マスク着用ルールの緩和が日々の話題となっています。

った場合にも見られます。これらは水溶性の比較的高いも

しかしながら、コーセーコスメトロジー研究助成による研のであらわれる現象ですが、難水溶性の両親媒性物質の場究を進めてきた期間は一貫して、新型コロナウイルス感染

合は、いわゆる低分子ゲルを形成しうることがあります。

症による影響が社会全体へ強く及んでいた期間と一致しま

界面活性剤のもたらす機能はこのように多彩であり、少しす。周囲を眺める限り、このコロナ禍にあって化粧品全般の工夫で大きく性質を変えるという点が実に面白いところへの考え方にも少なからず変化があったように思えます。

です。少しの視点変化で埋もれていた機能を引き出すといものの本質を見極めたミニマムなスタイルへの訴求が高ま

うのは簡単なようで、知見として導くには単純ではありまっているのではないでしょうか。また社会全体が SDGs をせん。昨今では界面活性剤フリーも訴求点となりつつある

強く意識する中で、必要なものを適量で用いていこうとす

中、界面活性剤や両親媒性物質に新しい付加価値をもたらる考えも強まっているようにも感じます。本助成により進すこともまた重要なのではと考えています。

められた研究は、界面活性剤といった、ありふれたしかし最後に、本研究を支えてくださった貴財団をはじめ、ご

重要な化学物質の機能をより効率的に自在に活用していき関係の皆様に篤く御礼申し上げ、今後益々のご発展を祈念

たいという研究方針のもとに生まれました。一般には、洗いたします。

浄剤や分散剤といった用途で知られる界面活性剤ですが、− 188 −

（お茶の水女子大学）

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コロナ禍でコスメトロジー研究助成を受けて
宇田亮子

助成を頂戴したのはコロナ禍の只中でした。連日の報道にオンラインイベントの企画が各方面でなされ、私も慣れはコロナ関連で埋め尽くされ、科学技術に向けられた災禍ないオンライン交流会に参加し、オンラインツールを使い鎮静への期待を感じ、研究者の一人として出来ることは何ながら、顔合わせや互いの研究背景の紹介とゴール共有をかと改めて考えさせられることが多い時でした。自分が持経て、武庫川女子大の仁木洋子先生に本助成研究の共同研っている技術で応えられることがあればと、異分野をやる究者となって頂きました。今振り返ると、オンラインのほことも含め考えを巡らせましたが、コロナと関係あろうがうがむしろ短時間でスムーズに着手出来たかもしれません。

なかろうが、やりたいことまたは自分しか出来ないことをようやく対面で仁木先生とお会いしたのは、研究期間の終正面からやるのが一番だと思い至り、温めていたアイディ

わり頃になってからで「オンラインでもやろうと思えば出アを本研究助成に応募し採択を頂きました。

来るものですね」と言葉を交わしました。本研究助成には、

私が開発した材料をコスメトロジーに展開するには、皮研究のご支援を頂いたことに加え、環境変化によって変わ膚科学に詳しい共同研究者を得る必要がありました。新しらなければいけないこと（例えば、オンラインへの切り替

く共同研究者を得るには、顔を合わせて互いに人物を確認

え）とぶれてはいけないこと（独創性や研究への熱意）を痛して、または信頼できる人脈筋を通してというのが従来の感する機会を頂戴したと感じています。厚く御礼申し上げ

よくあるやり方でした。しかしコロナ禍の制限がある中でます。

（奈良工業高等専門学校物質化学工学科）

は、そう簡単にはいきません。一方でそれを補うかのよう

2021 年度

研究助成

機能性色素のコスメトロジーへの挑戦大山陽介

私の専門は「機能性色素化学（Functional Dye）」です。機現時点でどのように役立っているのか、今後さらに貢献で能性色素とは、光（太陽光も含む）、熱、電場、磁場などのきるだろうかと考えました。サーモ（熱）クロミックあるい

何らかの操作（外部刺激）
によって、色や発光性が変化する、

はフォト（光）クロミック特性を利用した機能性色素が、化情報を記録する、エネルギー変換（光→電気、電気→光、

粧品の着色剤として使用されていることは知っていました

光→光など）を引き起こすなどの新しい機能を発現する有が、コスメトロジーのさらなる進歩・発展に寄与する革新機化合物群であり、1970 年代後半に日本人研究者によっ的な機能性色素材料を開発しようと意気込んだことが本研て生み出された学術用語です。機能性色素を簡単に説明す

究助成申請に至った理由です。研究途上ではありますが、ると、衣服や乗り物、標識に用いられている物を染めたり、生活に彩りを添える機能性色素化粧品の開発に挑戦し続け塗ったりすることができる従来の色素（染料・顔料）の概念

たいと強く思っております。

を超えた機能をもつ色素となります。故に、機能性色素は、末筆ながら、本研究助成申請を選考くださいました貴財

発光素子や太陽電池などのオプトエレクトロニクスデバイ

団関係者様ならびに選考委員の先生方に、厚く御礼申し上ス、医療、農業および環境分野に応用できることから、持げます。最後になりましたが、本研究助成を賜りましたこ

続可能な開発目標（SDGs）に資する我が国発の重要な材料とを栄誉に思うとともに、貴財団のより一層のご発展を心群であるといっても過言ではないでしょう。

よりお祈り申し上げます。

私は、コーセーコスメトロジー研究財団の学内公募情報を得た際に、機能性色素はコスメトロジー（化粧品学）に− 189 −

（広島大学大学院先進理工系科学研究科）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて岡村

この度は、コスメトロジー研究助成に採択して頂き、厚陽介

これらの特性を活かしながら「貼ってにおいを制御する」という概念をコスメトロジーの研究領域に一石を投じること

く御礼申し上げます。
近年、消臭剤・芳香剤が市場を賑わしている現状を目のができるのでは、考えております。まだまだ研究段階であ当たりしておりました。しかし、それらを肌に適用する際

り、プロトタイプを提案したに過ぎませんが、今後も科学は、塗布あるいは噴霧する用法のため、有効成分は汗等で的根拠に基づいて研究をより発展させていく所存です。ま流れてしまうほか、におい分子は揮発性のため消臭・芳香

た、この機序は、におい分子に限らず薬剤の包接・徐放に能の持続性が不足しているという課題があることも感じて応用可能であることから、新しい薬剤徐放性ナノ材料としおりました。これを科学的根拠に基づいて解決したいと考てバイオマテリアル研究領域にも貢献できる技術として波え、本研究を提案した次第です。

及することも期待しています。

本研究助成によって、におい分子の吸着・徐放特性を制改めて、コスメトロジー研究助成に採択して頂き、厚く御できる「皮膚貼付型ナノ薄膜・ナノファイバー薄膜」のプ

御礼申し上げます。

ロトタイプを提案することができました。この薄膜は、透（東海大学工学部応用化学科／マイクロ・ナノ研究開発セ

明なため肌に貼っても目立たず他者には視認できないこと、ンター）

自身も貼った感覚を感じないほどの貼付材料になります。

2021 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
門田和紀

この度、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成に感謝申し上げます。今後、この新たな素材を用いて、化粧採択して頂き、誠にありがとうございました。私は、これ品成分として使用できる多成分を含有させて製剤設計を行まで主に医薬品や機能性食品に関する “製剤”研究を行ってい、皮膚から薬物を吸収させる経皮薬物送達システム

きており、今回貴財団の助成に採択を受けたことで化粧品（TDDS）への適用を目指してまいりたいと思っております。

での製剤設計について初めて研究を行うきっかけとなり大本研究を進めるにあたりご協力頂きました共同研究者や変感謝申し上げます。特に、今回採択頂いた、多孔性金属

学生の皆様には大変感謝申し上げます。最後になりました

錯体（シクロデキストリン− MOF）については、非常に魅が、今回のご支援を賜りましたことに改めて御礼申し上げ

力的な素材として注目しており、特に皮膚への適用といっますと共に、研究成果を化粧品業界の発展に貢献できるよ

た点については未だ実施されていない例であり、挑戦的なうに邁進していきたいと思います。

研究でしたが、本財団の助成によって、無事立ち上げることができ、論文投稿までつなげることができたことを大変− 190 −

（大阪医科薬科大学薬学部）

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
唐澤悟

我々は長年、メタルフリー MRI 造影剤構築を目指した

るところに到達するまでには長い時間がかかる、若しくは研究を行っております。MRI の分野では、装置開発は目使用されることはないと考えられ、感度向上のためのブレ

覚ましい進歩を遂げている一方、造影剤開発は遅れており、ークスルーが必要であります。

臨床現場で 20 年以上用いられるガドリニウム錯体の代替

今回助成金をいただき研究を進めることによって、有機造影剤が臨床現場で使用されることは果たされておりませラジカルで構成された親水性コロイド（ナノ微粒子）に着眼ん。ガドリニウム錯体は感度の面で非常に優れているもの

したアプローチが、我々が報告しているナノ微粒子造影剤の、臨床現場で用いる際、使用が限定的であることやレアの中で最も高い感度を示すものを報告できたことは、コスアースの社会的需要の問題などから代替が強く望まれておメトロジー研究助成金のおかげであり深く感謝申し上げまります。造影剤に必要な要素の一つとして、スピン源でなす。親水性コロイドの水分子が高い感度へ導いたと示唆さければなりません。即ちガドリニウムは元素で一番スピンれ、研究が一歩前進した感があります。

量子数を持つため、造影剤として有利に働いているのです。

現在のところ得られた親水性コロイドは、MRI 造影剤

我々はガドリニウムに比べて 1/7 のスピン量子数の有機ラとしての機能にとどまっている段階ですが、将来的にはラジカルを使って、メタルフリー MRI 造影剤開発を行ってジカルとしての性質を利用し、ラジカルである活性酸素とおります。しかしながらスピン量子数が小さい影響もあり

絡めて、活性酸素種を抑制できる親水性コロイドへと展開

圧倒的に感度が低いため、メタルフリーで造影剤を作るこ

し、化粧品分野への貢献を果たしていきたいと思います。

とは非常にチャレンジングな研究であります。このような（昭和薬科大学）背景であるためメタルフリー造影剤が臨床現場で使用され2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて北山

雄己哉

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成

うに新たな大学に異動したこともあり、高分子を形成するに採択いただき、誠に有難うございました。私は 2020 年

モノマーを得るための有機合成や、ポリマー化のための高2 月に大阪府立大学（現在は大阪市立大学との統合により分子合成、微粒子合成のための様々な備品・消耗品をそろ大阪公立大学に変更）に異動しましたが、異動直後に新型える必要がありますが、貴財団の研究助成に大変助けられコロナウイルスの影響が甚大となりました。そのため、異ました。研究助成に採択いただいた成果として、研究報告

動直後はなかなか研究のスタートもスムーズにはいかない

書にも記載させていただいた成果を得られたことは、せめ状況でした。そのような中、貴財団の研究助成に採択いたてもの恩返しができたように感じており、とても嬉しい限

だけたことで、なんとか研究を進めていくことができましりです。
最後に、当研究を大きく進展させる機会を頂戴しました

た。
私は、高分子化学やコロイド界面化学を専門とし、本研

コーセーコスメトロジー研究財団およびご関係の皆様に心究でも界面における光反応に着目した機能性高分子微粒子より感謝申し上げます。様々な分野の研究者を幅広く助成の開発に関する研究を実施しました。特に本研究では、私されているコーセーコスメトロジー研究財団の今後の益々たちの独自技術として研究を進めてきた界面光架橋というのご発展を心より祈念申し上げます。

方法を用いて、有害な太陽由来の紫外線から人間の皮膚を（大阪公立大学大学院工学研究科物質化学生命系専攻応用

保護するサンスクリーン剤の開発を試みました。上述のよ

化学分野）− 191 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2021 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて桑折

道済

私の専門は高分子科学で、材料設計の際に、生物の優れした。所属が工学部であることから、実際に肌に触れる用た機能を模倣／超越するバイオミメティクス的な観点での途での研究はできません。そこで、付け爪へのマニキュア

設計を取り入れています。これまでに、孔雀の羽毛の発色や、貼る化粧品を想定し、ひび割れがなく、簡便、かつ耐が、メラニン顆粒が形成する微細構造由来の構造色である

久性に優れた構造色塗装に関する研究を実施しました。成ことから発想し、人工メラニンを利用した構造色材料の作

果の一部は 2 報の原著論文（1 報は投稿中）としてまとめる製を行ってきました。メラニンは我々の髪の毛の黒の成分

ことができました。実用化に向けてはまだまだ課題が山積ですが、メラニンベースの微細構造の作製により、鮮やかみですが、成果を社会に還元できるよう尽力してまいります。

な色の構造色を発現させることができます。生体内に存在

末筆ではございますが、本研究の遂行にあたり研究助成するメラニンを模倣した材料であることから生体適合性にを賜った、公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団

も優れ、コスメトロジー分野への展開も常々想定していま

ならびに関係者の皆様に深く感謝すると共に、貴財団のした。今回、研究助成をいただけたことから、化粧品素材

益々のご発展を心より祈念いたします。
（千葉大学大学院工学研究院）としての利活用を志向した基盤的技術の開発に取り組みま2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて通阪

栄一

この度は，コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成

細孔に油相を封入した自発的乳化製剤を開発しました。こに採択いただき心より感謝申し上げます。本研究課題では，れらは，機械的な処理を必要としない用事調製が可能なエ

水溶性高分子で形成した多孔性粒子による水中での自発的マルション製剤として利用できます。一方で，自発的乳化

乳化作用に着目し，そのメカニズムの解明と製剤化への応に大量の界面活性剤が必要であることや，ナノサイズのエ用について検討しました。

マルション形成には不向きであることが判明しました。こ

私は学生時代から，両親媒性分子の集合体を用いたバイ

れらの問題を克服するために，本課題では乳化作用を有す

オマテリアルの開発を行っています。特に，ペプチド・タる高分子で多孔性粒子を形成し，高分子の溶解とともに内ンパク質性医薬品を界面活性剤でコーティングして形成さ封した油相を分散，安定化させるシステムを開発しました。

れる生体膜融合性脂溶性ナノ集合体を封入したエマルショ

結果として，界面活性剤添加量の低減，速やかな乳化，そンについて，生体バリアである粘膜や皮膚の透過を促進す

してナノエマルション調製が可能となりました。今後は，る DDS 製剤としての応用を検討してきました。その中で，本課題での成果を発展させ、コスメトロジーへ貢献できる

熱力学的に不安定なエマルションの保存定性を高めることよう努めたいと考えております。

も重要な課題と考えました。その取り組みとして，水との最後に，応用展開を模索していました基礎的研究の本課

接触だけで確実にエマルションを形成できる自発的乳化技

題へ研究費を助成いただいたことに感謝申し上げるととも術の開発を検討しました。高分子粒子中へエマルションのに，コーセーコスメトロジー研究財団の今後益々のご発展

油滴を封入したドライエマルションや多孔質シリカ粒子のを祈念いたします。

− 192 −

（山口大学大学院創成科学研究科）

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて長井

紀章

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成りも高く、MXD-NP で処理したマウスバルジ領域部のに採択して頂き、心より感謝申し上げます。採択後すぐに

MXD 含有量は CA-MXD で処理した場合よりも 7 倍以上

COVID-19 が猛威をふるったことから、研究の在り方やも高くなることを見出しました。このように研究を通じて体制にも大きな変革が必要となりましたが、助成いただき得た処方は、従来品よりも効率的に毛包上部への MXD 蓄

ましたおかげで、資金面におきましては苦労することなく、積を可能にし、発毛を活性化させるということを証明しま

継続した成果を挙げることができました。重ねて御礼申しした。本成果（技術）は、コスメトロジー分野における新た上げます。

なツールとしての応用化が期待でき、国民の美容向上に繋

私は難溶性薬物の超微粒子化と他製剤へのアプリケーシ

がるものと考えます。一方で、今回助成いただいた研究テ

ョンについて精力的に研究を進めております。今回助成いーマはまだ完結したわけではなく、今回明らかにできたこ

ただいたテーマは「毛根への薬物直接送達を可能とするナとをベースとしたさらなる研究を実施し、引き続き成果をノ結晶ハイドロゲルの開発」であり、与えられた研究期間

社会に還元できるよう尽力していく所存です。

において、ビーズミル法を用いてミノキシジル（MXD）を最後になりましたが、今回のご支援を賜りましたことに5 ％含有するナノ粒子製剤（MXD-NP）を設計し、MXD-

改めて御礼申し上げますとともに、貴財団のますますのごNP と市販の MXD 溶液（CA-MXD）の薬物動態挙動および発展を心より祈念いたします。
（近畿大学薬学部製剤学研究室）

育毛効果について比較検討を行いました。その結果、
MXD-NP の育毛効果は従来品である CA-MXD のそれよ2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて湊

この度は、コスメトロジー研究助成に採択していただき、遥香

内部の荷電基の空間分布が重要という知見を見出しました

心より御礼申し上げます。財団並びに関係者の皆様に心よので、複数から成る層の数の制御も達成することができまり御礼申し上げます。

した。

本研究課題は、新規ハイドロゲル微粒子の開発を目的にその他の一面としても、これまで様々な評価技術が必要

進めてまいりました。ゲル微粒子は、生体適合性を有するとされてきたゲル微粒子の内部構造評価において、ポリス

ナノ - ミクロなソフトマテリアルとして、化粧品や薬剤輸

チレンのような硬質成分でラベル化し、電子顕微鏡法によ送担体として着目されています。皮膚への刺激やアレルギって可視化するという新たな評価法を導入できることを見ー反応等を誘起することが懸念される低分子界面活性剤と出しました。今後も、本研究を発展できるように精進して比較し、高分子から成るゲル微粒子は、流体界面への高いまいります。

吸着エネルギーを有し、水中油滴／油中水滴エマルション

最後になりましたが、2 年間の研究サポートを賜りましの安定化剤としても優れる一方、実用化に向けた多くの課たこと、重ねて感謝申し上げます。私のような若手の立場

題が残る現状です。

において、サポートをいただいたということ自体が励みにそのような中、本研究課題におけるナノ構造を制御したなり、より一層研究に励もうという思いになれました。コ

ゲル微粒子の開発を進める中、生体適合性を低下することーセーコスメトロジー研究財団の益々のご発展をお祈り申なく、ゲル微粒子内部に疎水的なナノ材料を複合化するこし上げます。

とに成功しました。このナノ設計指針として、ゲル微粒子− 193 −

（信州大学）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて五十里

彰

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成

可視光に着目しました。赤色光を照射した表皮細胞を用い課題に採択していただき、誠にありがとうございました。

て、どのような皮膚保護作用を示すのか、さらにその作用

私たちが日常生活で浴びている太陽光には、紫外線や可メカニズムに関する解析を行いました。紫外線照射によっ視光を含めた様々な波長の光線が含まれています。紫外線て細胞に生じる最も重要な変化として、細胞内の活性酸素についてはこれまでに多くの研究が行われ、過度な照射に種（ROS）の産生亢進が知られていますが、赤色光照射はよって炎症を引き起こすことや、DNA 損傷を介して皮膚

紫外線照射による ROS 産生亢進を抑制しました。詳細ながんの発症リスクを上昇させるほか、乾燥などの皮膚バリ作用メカニズムについては現在検討中ですが、一般に殆ど

ア破綻を伴う光老化と呼ばれる皮膚の早期老化が起こるこ

生理作用がないと長年考えられてきた赤色光による細胞応とが明らかになってきました。私たちの研究グループは、答を解き明かすことは、皮膚科学の発展において意義があ

皮膚のタイトジャンクション構成に必須の因子であるクロると思っております。将来、科学的エビデンスが蓄積され、ーディン -1 による細胞間バリア制御とバリア破綻メカニ

赤色光を用いて簡便に皮膚のストレス応答を高めるようなズムについて研究しています。これまでに、紫外線がオプ

技術・デバイスなどの開発に繋がることが期待されます。

シンという光受容体を介して感受され、クローディン -1

最後になりますが、本研究にご支援を賜りましたこと、の局在変化によるバリア破綻が起こることを明らかにしま

改めて御礼申し上げます。貴財団および関係者の皆様の今した。本研究では、紫外線とは異なる光受容体に感受され後益々のご発展を心より祈念致します。
（岐阜薬科大学薬学部）て、組織保護的な作用を示す可能性が報告されていた赤色

2021 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて石田竜弘

この度は、公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財っておりません。我々は PEG が微粒子やタンパク質に修飾団の研究助成にご採択いただき、誠にありがとうございまされた際、ハプテンとなり PEG に対する抗体が誘導されした。助成いただいた研究は、COVID-19 パンデミックとることを明らかにしてきました。本ワクチンは mRNA を時を同じくしており、大学への入構制限や実験施設の使用

PEG 修飾 LNP でくるんだ直径が 100 nm 程度の微粒子から制限の中で推進したことから、非常に記憶に残るものとななっており、このワクチンを投与することで PEG に対すりました。お陰様で成果を “Investigation of anti-PEG an-

る抗体をもつヒトが増えたものと考えております。今回のtibody response to PEG-containing cosmetic products in

助成により、香粧品に含まれる PEG 誘導体の皮膚への塗mice. Journal of Controlled Release, 354, 260-267(2023)”

布によっても PEG に対する抗体が誘導されることを明らという形で発表することができ、安堵しております。

かにすることができました。PEG は医薬品だけでなく、COVID-19パンデミックでは、新型コロナウイルスに対す

香粧品や食品など私たちが日常で使用するものの中に添加るワクチンが開発され、本邦ではPfizer社およびModerna 社

されています。COVID-19 パンデミックの前には、PEG製のワクチンが使用されました。これらのワクチンの本体に対する抗体がなぜ誘導されるのかに着目して研究を行っはウイルスの S タンパク質をコードした mRNA であり、ワていましたが、今後は PEG に対する抗体を既に持っていクチンとしての安定性および筋肉内投与後の mRNA の発現るヒトに PEG を含む製品を適用した際に何が起こるのかを補助するために PEG 修飾 lipid nanoparticle（LNP）が添に着眼点を移して研究を進めていきたいと考えております。

加されております。良好な保護効果が世界的にも見られた

最後になりましたが、貴財団の益々のご発展をお祈り申

一方で、一部の人で重篤なアレルギー反応やショック症状

し上げます。この度は誠にありがとうございました。

があらわれており、残念ながらその原因は未だ明らかにな− 194 −

（徳島大学大学院医歯薬学研究部薬物動態制御学分野）

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて大森

深雪

まず、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成で私

今回の研究活動を通して、私の研究課題であるアレルギーたちの研究をご支援いただき、財団ならびに関係者の方々性皮膚炎が、コスメトロジー分野といかに密接な関係にあに深謝申し上げます。
『コロナ禍』にいただいた本助成は、るのかを学び、今回の研究課題の重要性について、あらた

おかげさまで研究の大きな励みとなり、実際、研究の発展めて考える機会となりました。
皮膚を体表の防御システムと捉え、皮膚が外来異物に対にも役立てることができました。
私は博士号を修了して以降、一貫してアレルギー性皮膚峙する仕組みに思いを馳せることは、私にとっての研究の炎の基礎研究に励んでまいりました。研究開始当初は、表大いなるモチベーションになっています。大きな研究費を皮由来サイトカインが T 細胞の機能獲得に与える影響に着いただいたにもかかわらず、採択時期が新型コロナウイル

目しておりましたが、その後、T 細胞由来サイトカインがスの流行と重なった影響で、貴財団開催の表彰・贈呈式へ

表皮の性状変化に与える影響へと研究の着眼点がシフトし、の参加がかなわなかったことが、ただひとつの心残りです

ようやく、今回の研究コンセプトである『皮膚―免疫増幅が、今後も引き続き、免疫細胞と表皮の両側面から皮膚をサイクル』の着想に至りました。免疫細胞と表皮の両側面

俯瞰しつつ皮膚研究に励む所存です。また機会がありましからアレルギー性皮膚炎の病態を捉えるこれまでの基礎研

たら、今度こそは、是非ご指導を賜りたく存じます。

究を礎に、今回の助成では、ステロイド剤に代わる治療薬

最後になりますが、本研究を大きく発展させてくださっはあるのか、その治療薬は免疫細胞の機能にどのように作たコーセーコスメトロジー研究財団の関係者の方々へ、重用するのかについて、最新の知見をもとに研究させていた

ねて心からお礼を申し上げます。
（愛媛大学大学院医学系研究科感染防御学講座）

だきました。その結果、新たな免疫機能の制御法を見出し、学術論文として社会へ還元することができました。また、2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて櫻井文教

このたびは、研究助成をいただき、真にありがとうござ対象であることがわかりました。今後も皮膚に関する研究います。まず本研究助成に対し最も感謝したい点は、皮膚に従事したいと考えております。また今回の研究成果報告に対する研究のきっかけを作ってくれた点です。私は主に書には、特許等の問題から詳しく書くことができませんで核酸医薬や遺伝子治療薬（ウイルスベクター）
に関する研究したが、大変興味深い結果を得ております。論文発表後は、に従事しておりますが、主な標的組織はがんや肝臓であり、ぜひとも貴財団の奨励賞に応募したいと考えております。

皮膚に関しては興味はあったものの、研究は行う余裕があ

また貴財団にお願いしたい点としては、受賞者が研究をりませんでした。しかし貴財団を知り、これを機会に皮膚通じて交流できるような場を設けていただきたいと思いまに関しても研究に取り組みたい、と思い応募させていただ

す。私のように、新たに皮膚研究に参入した者にとっては、きました。実際に研究の遂行に伴い、文献等を調査すると、実験をしているうえで問題が生じても、気軽に質問できる

皮膚の線維芽細胞は他組織の間葉系細胞と異なる性質を有知り合いもいないことから、受賞後も交流できるような場していること、さらに生体バリアーとして重要な働きを有を設けていただけると、さらなる研究の推進につながるとしていることを改めて知ることとなり、大変興味深い研究考えております。

− 195 −

（大阪大学大学院薬学研究科）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2021 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて佐々木淳一

この度は、コスメトロジー研究助成に採択していただき酸を用いることで血管の形成を制御できる可能性、そして、誠にありがとうございました。本研究課題は、間葉系幹細歯髄幹細胞の再生医療や組織工学への応用可能性を示すこ

胞の血管内皮細胞への分化能（脈管形成能）について、そのとができました。

生体内での制御メカニズムの一端を明らかにすることを目得られた研究成果については、助成期間中に多くの学会や的としていました。生体内で新しい血管を造ることは、再セミナーで発表させていただき、本研究をともに進めた大学院

生医療技術や生体材料開発の分野において非常に重要であ生が国際歯科研究学会日本部会のJADR/GC 学術奨励賞、り、この血管を自在に操作するテクノロジーはコスメトロ

および大阪大学歯学会の優秀研究奨励賞を受賞しました。さらジーの発展にも寄与すると考えられます。本研究では、グに、 歯 学 研 究 分 野において名 高 い 国 際 誌 の 一 つである

リコサミノグリカンの一つであるヘパラン硫酸に着目し、Journal of Dental Researchに本研究の成果を掲載することが間葉系幹細胞の脈管形成能発現におけるヘパラン硫酸の役，207-216, 2023）
できました（Li A, Sasaki JI, et al. J Dent Res 102（2）。

割を、血管内皮細胞への分化誘導法が確立されている歯髄

今回ご支援いただいた研究を今後も発展させ、さらなる幹細胞を用いて評価しました。今回のご支援のおかげで、研究成果を挙げられるよう努力したいと考えております。

トランスクリプトーム解析をはじめとした分子生物学的ア

この度のご支援について、コーセーコスメトロジー研究財

プローチを展開することが可能となり、脈管形成へ与える

団の関係者の皆様に重ねて感謝申し上げるとともに、貴研

影響のみならず、ヘパラン硫酸がもつ多彩な機能を明らか究財団の益々のご発展を心よりお祈り申し上げます。

にすることができました。本研究の結果から、ヘパラン硫（大阪大学大学院歯学研究科）

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
志馬寛明

この度は、コスメトロジー研究助成により 2 年間にわた

人体に有益な作用があります。紫外線の有効利用は皮膚科ってご支援いただき誠にありがとうございました。財団関の臨床で先行しており、乾癬やアトピー性皮膚炎などの治係者の皆様に厚くお礼申し上げます。

療に用いられています。近年開発されたナローバンド

本研究課題では、紫外線による生体機能の制御に関して

UVB と呼ばれる極めて狭い範囲の波長域の紫外線を照射

新たに見出した、制御性 T 細胞（regulatory T cell, Treg）

できる装置を用いると、治療効果が高まり、副作用が軽減

による創傷治癒の促進作用の機序を解明することを目指しされることから、紫外線療法は急速に普及しています。
我々ました。太陽光に含まれる紫外線が地表に到達する量は、は、免疫調節に関わる Treg 細胞に注目して研究を行って年々増加しています。地域差や個人差はあれども我々の身おり、網羅的な遺伝子発現解析から紫外線で誘導された

体は日常的に暴露されており、生理機能が影響を受けていTreg が創傷治癒を促進する作用を見出しました。本研究

ると考えられていますが、理解は進んでいません。紫外線で得られた成果をさらに発展させ、創傷治癒の新たな治療

は日焼けやしみ、しわ、さらには皮膚がんを誘導すること法の開発やコスメトロジーの発展に貢献できれば幸いです。

から、一般的には悪いイメージしかなく、紫外線をなるべ

貴財団のご支援に重ねて感謝いたしますとともに、今後のく浴びないことが健康維持に重要であるとの認識が広まっますますのご発展を祈念いたします。 （名古屋市立大学）ています。一方、あまり知られていませんが、紫外線には− 196 −

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて下田

将之

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成

HYBID が司る新規の生体内ヒアルロン酸分解機構はこれに採択して頂き、多大な御支援を賜り、心より深く感謝申まで立ち遅れていた HA 分解研究の急展開を引き起こす可し上げます。

能性が十分に考えられます。従って、HYBID-HA 分解機

皮膚真皮の主要な細胞外マトリックス成分であるヒアル

構解明は HA 研究分野で注目されている重要な課題であり、ロン酸（HA）は、その優れた保水性・粘弾性・膨潤性や生阻害剤探索・開発研究はなお挑戦的研究ではありますが、体適合性の高さが注目され，化粧品だけでなく，変形性膝成功すればコスメトロジーへのインパクトも大きいと考え関節症や肩関節周囲炎の治療を目的とした関節内注射薬、ております。本研究において、一部の植物抽出物が腸炎に

内視鏡的粘膜下組織切除術時の粘膜隆起剤、白内障手術補

おける HA 代謝を制御する可能性を見出したことから、今助剤にも応用されております。また、シワの改善やリフト後皮膚老化を予防する新規医薬となりうるかについても検アップを目的とした HA 注入が美容医療分野でも広く実施証を行い、皮膚のシワ・たるみ形成を抑制しうる新たな抗されていることから，近年その知名度は老若男女を問わず

皮膚老化薬・化粧品としての可能性を引き続き検討してい高まっており、細胞外マトリックス成分の中でも大きく実きたいと考えております。

用化に成功した分野といえます。しかしながら，HA の生最後になりましたが、重ねまして、御支援を賜っており体内での代謝機構は今なお神秘のベールに包まれており，ますことに感謝申し上げますとともに、コーセーコスメト

基本的な HA の分解を担う分子実体すら十分に明らかにさロジー研究財団の益々のご発展を心よりお祈り申し上げまれていないのが現状です。近年申請者らが明らかにしたす。

（東京慈恵会医科大学病理学講座）

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて高杉

征樹

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成存在に対して目を開かせてくれたという意味でも、今回採にご採択頂きまして誠にありがとうございました。2019

択を頂けた事に大変感謝をしている次第です。今回助成し年 7 月より大阪公立大学（当時は大阪市立大学）の助教として頂いた「ヒアルロン酸とデスモソームタンパクとの新規て採用されたばかりでまだお金のない時期に助成をして頂結合が皮膚機能に及ぼす影響の解明」に関しては、この結く事ができ、研究をスタートアップする上で本当に助けら合自体は確かめられたもののその皮膚機能に及ぼす影響まれました。

では残念ながら未だ解明に至る事ができていません。しか今回助成して頂いたテーマを含め、私の研究では細胞外しながら、ここまでの研究成果があったおかげで、現在ヒマトリックス、特にヒアルロン酸に注目して、老化などのアルロン酸とその結合タンパク質が皮膚に留まらず様々な生理現象との関わりを調べております。アンチエイジング

組織の老化にどのような影響を及ぼすかについて複数のトに関する関心が高まり、それに関わる化粧品を含む様々なランスジェニックマウスを用いて研究を進める事ができて製品が世に出回る中、それらが立脚すべき基礎研究を強力おります。今しばらくの時間を要する事になるかとは思いに後押ししてくれる組織として貴研究財団以上のものを私ますが、当初の狙い通りヒアルロン酸研究を通じてコスメ

は知りません。化粧品に関しては基本的に一人のユーザー

トロジーに寄与できるよう、今後もたゆまず研究に取り組に過ぎなかった私は、貴財団が発行する研究報告に記載さんでいきたいと思います。最後に、本研究をご支援頂いた

れた他分野からの数々の優れた研究成果を目にし、「コス事に改めて深く御礼申し上げると共に貴財団の益々のご発

メトロジー」という学術分野の深さを思い知りました。単

展を祈念申し上げます。

に研究を助成して頂けたという事だけでなく、この分野の− 197 −

（大阪公立大学医学研究科）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

私のミッション、美と健康を守る医学研究田中

この度はコーセーコスメトロジー研究財団の研究助成に

知明

自家脂肪移植手術を 2 度も行ったにもかかわらず、ほとん
ど生着せずに、一緒に治療方針を悩んだことがプロジェク

採択いただき誠にありがとうございます。
私はもともと、内分泌疾患や糖尿病・代謝性疾患を専門

トの始まりです。患者さん由来のヒト脂肪組織を用いて最とする臨床医でありましたが、現在は病気のメカニズムや新のシングルセル解析を行うことで、組織の中の脂肪細胞分子病態の解明を目指す基礎医学研究者として毎日充実しの多様性を明らかにすることができました。この研究成果

た研究生活を送っています。大学病院で専門診療に従事しから、脂肪移植に向いている細胞（分化効率が良かったり、ていた中で、原因不明の脂肪萎縮症に悩む女性や、成長ホ

生着率が高い）だけを集めたり、分化誘導効率や生着率をルモン分泌不全症、早老症などの難病の患者に多く出会い高める細胞技術操作ができるように発展できれば、現在のました。原因不明あるいは治療法のない病気を明らかにす

再生医療の細胞医薬品技術を活用して、患者さんに届ける

る研究の必要性を実感したことはもちろんのこと、ただ病ことも実現できるのではないかと考えています。今の日本気を治しただけでは、失った時間や健康美ゆえに、社会のは、若手研究者人材不足や研究資金の面から、基礎医学分

中で幸せを取り戻すのが難しいことを痛感しました。人々野の研究環境が厳しくなっています。今後、患者さんに還の美と健康を守るための医学研究が私の中の大きなミッシ

元できる研究成果を挙げるという私のミッションを達成すョンとなっています。
「コスメトロジー（化粧品学）研究は、るために、引き続き基礎医学研究に邁進する所存です。ま美しく装うという領域を超えて、人々の健康を支えたり、た、この場をお借りいたしまして、貴重な検体を提供して日々の生活や心の領域まで広がって、社会的役割を担う」

くださった患者様、本研究に携わった共同研究者の方々にというコンセプトに基づいて医学研究を支援する貴財団の心より感謝申し上げます。

助成を受けたことを、とても嬉しく、共感したというのが最後になりましたが、コーセーコスメトロジー研究財団

正直な気持ちです。今回、脂肪細胞移植治療応用に資するの関係者皆様に心より御礼を申し上げますとともに、貴財

脂肪細胞多様性の単一細胞解析をテーマに研究を推進して団の益々のご発展をお祈り申し上げます。
（千葉大学大学院医学研究院分子病態解析学）

きました。この研究のきっかけは、脂肪萎縮症のため顔や体のふくよかさが徐々に失われていく患者さんに対して、2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて津田雅貴

この度は、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成れます。しかし、サンスクリーン剤のみでは、完全に紫外に採択して頂き、心より感謝申し上げます。私は、これま線を防御できないことも多いようです。特に、全身性エリで、抗がん剤、放射線や紫外線が引き起こす DNA 損傷とテマトーデスや色素性乾皮症などの患者は、紫外線に対しその修復機構の解明を目的とした基礎研究を行ってきまして感受性が高いことが分かっています。このような患者へた。主な研究成果としましては、紫外線が誘発する変異誘は、これまで使われているサンスクリーン剤では不十分で発機構を正確に評価できる実験系の構築です。本研究成果あり、抜本的な打開策が必須であることが想想定されます。

をより応用研究に結びつけたく、コーセーコスメトロジー

そこで、本研究を通して、紫外線による突然変異が起きる研究財団の研究助成に応募いたしました。私は、基礎研究機構を詳細に解明できれば、突然変異を引き起こす酵素ので培った経験から、紫外線の皮膚に対する有害作用に突然阻害剤をサンスクリーン剤に添加する方法を提案できると変異という視点を組み入れることを考えました。一般的に考えました。したがって、このサンスクリーン剤は、皮膚は、この有害作用を防ぐために、サンスクリーン剤が使わがんの発症を抑制できる可能性もあります。さらに、この− 198 −

コスメトロジー研究助成を受けて方法は日常的に使用する化粧品への応用も期待できると考に得られた成果では、まだ化粧品への応用には遠いですが、えています。本研究から得られる成果は、サンスクリーン

いつの日か実現できるようにさらにコスメトロジー研究を剤による紫外線防御と突然変異を抑制する医薬品を同時に進めていきたいと考えています。
（広島大学大学院統合生命科学研究科）

用いることにより、相乗効果も期待できます。この 2 年間

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
南雲陽子

この度はコーセーコスメトロジー研究財団の研究助成にのクロージンファミリー特異性について知見を得ることが採択頂きまして誠にありがとうございます。私はタイトジでき、それがまた応用研究にフィードバックされ、透過促ャンクションの可逆的制御を目指して研究を行っておりま

進剤としての応用を加速できております。このような機会す。これまで上皮のタイトジャンクションを可逆的に開口を与えていただきましたコーセーコスメトロジー研究財団

する物質を複数見いだし、そのメカニズム解析を行ってきの皆様に心より感謝致します。

ました。また、そのメカニズムから新たなタイトジャンク

タイトジャンクションはバリア機能の他にも、皮膚をはション関連シグナル伝達経路や制御分子を見いだし、安全

じめとする種々組織恒常性に重要な役割を担っていること

な透過促進剤としての開発を試みてきました。

が解ってきています。そのような最先端の研究をされてい今回の助成対象である MA026 という化合物については

る憧れの先生方に助成贈呈式会場でお目にかかれたこと、

現在透過促進剤としての開発を推し進めており、我々ども

とても嬉しく励みとなりました。皮膚というもっとも大きの通常の経験と異なり、応用研究については研究費を頂いな臓器に学際的にアプローチしているコーセーコスメトロていたものの基礎的な解析に十分な予算が割けない状況で

ジー研究財団だからこそ可能な研究交流の場を提供してくありました。そのような背景のなか本助成に採択頂き、基ださっていると理解しております。最後になりましたが、礎研究に必要な類縁体の合成や学術的にも重要な標的特異コーセーコスメトロジー研究財団の今後の益々のご発展を性の解析を進めることができました。その結果、MA026

祈念致します。

（筑波大学生命環境系）
2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて林良太

今回、コスメトロジー研究助成を受けて研究を行えたことが改善し、接触皮膚炎患者の満足度は得られます。しかし、に深く感謝申し上げます。私自身は遺伝性皮膚疾患という稀

本来は自身の皮膚を綺麗にしたいなどの理由で使用したもの

な疾患を主な研究テーマとしております。一方、アレルギーで接触皮膚炎を生じることは出来る限り避けたいことであり、疾患、化粧品学は非常に身近なテーマであり、私自身の日常

化粧品使用前に接触皮膚炎のリスクを明らかに出来ることは診療においては遺伝性皮膚疾患患者とは比べられないほどの有意義なことであると考えました。微力な私が考えられるア

人数を診察しております。私自身が畑違いともいえる接触皮イディアと言えば、元々行っている遺伝子と接触皮膚炎との膚炎をテーマに研究助成を申し込むきっかけとなったのは、関連を明らかにしたいということでした。今回の研究の主な

アトピー性皮膚炎、接触皮膚炎、手湿疹として経過をみられテーマである日本人における接触皮膚炎の遺伝学的背景に関た患者の一部に遺伝性皮膚疾患患者がいたことを経験したかしてはまだまだ症例数が少ないこともあり道半ばです。しからです。確かにこれらの患者はcommon diseaseに類似したし、今回コスメトロジー研究助成により挑戦のチャンスをい皮膚症状ではあったものの、やはり違和感を覚えた症例は改ただけたこの研究テーマをこれからも継続し、コスメトロジ

めて診断を考え直すべきだということを認識しました。

ーの将来に貢献をしたいと考えております。

一方、接触皮膚炎は化粧品を含めた様々な原因により発症します。パッチテストにより原因が明らかになることで症状− 199 −

（新潟大学医歯学総合病院皮膚科）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
原口

省吾

このたびはコスメトロジー研究助成に採択頂きありがとていない実験系に挑戦する必要が多くあり本研究助成にはうございました。私は新しい生理活性分子の探索とその機とても助けられました。幸いにも本研究助成で得られた成能解明に関する研究を続けていますが、これまでは神経系果の一端により科研費にも採択頂き、海の物とも山の物とを対象としていたため皮膚は門外漢に近く、さらに機能未もつかめなかった新規皮膚ホルモンの研究に手ごたえを感

知の新規皮膚ホルモンに関して機能解明に取り組んでみた

じはじめています。

い私の研究課題を採択頂き、本当に感謝しかありません。

副腎皮質ステロイド剤の例からも明らかですが、ステロイ

新規皮膚ホルモンの研究は、まだ受容体の同定や、どのドは脂溶性低分子という物理化学的性質から皮膚に浸透しやような皮膚機能に関わるのか等、重要な課題は研究の途上

すい性質を持ちます。新規皮膚ステロイドも皮膚における生ですが、ステロイド Y の機能解明についてはまずは研究が理機能を解明することで、将来的に何らかの皮膚疾患に対す緒に就いたように思います。一方で、ステロイド X は lnc

る外用剤開発の道も開けるのではないかと考えています。現

RNA や機能未知の転写産物を誘導するものの何をしてい在は、新規皮膚ステロイドが未だ見つかっていない皮膚リボるのかは行き詰まっています。何かの機会に皆さまからごソーム病等の治療へつながることを期待して研究を継続して助言など頂けますと幸いです。皮膚の研究を行う中で、こいます。

（昭和大学医学部生化学講座）

れまで神経を対象としてきたこともあり、ルーチンで動い2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて日浅

この度はコーセーコスメトロジー研究財団の研究助成に

未来

これまで輸送タンパク質の精製や機能解析を行ってきたこともあり、タンパク質の扱いには長けていると思ってい

採択していただき、深く感謝申し上げます。
我々の研究室では、輸送体タンパク質の生理作用についましたが、コラーゲンの扱いに苦労しています。本助成にて生化学、生理化学の面から研究しています。近年では酸より、コラーゲンの検出・定量ができるようになりました。

化型ビタミン C であるデヒドロアスコルビン酸（DHA）を

今後はコラーゲンに加え、プロリンがヒドロキシ化されるオルガネラ膜上で輸送する小胞型トランスポーターの解析

エラスチンについても解析を進めていきたいと考えていまを進めています。ビタミン C は皆様のご承知の通り、様々す。

な生理的作用を有しています。カテコールアミン合成やペコロナ禍で研究が思うように進まない状況や、大学の研

プチドホルモンのアミド化の補酵素として、またコラーゲ

究費も多くはない昨今、今回の助成で研究を大きく進める

ン合成の際のプロリン水酸化酵素の補酵素として、ビタミことができました。本研究がコスメトロジー分野の基礎研

ン C は分泌顆粒やオルガネラ内で機能します。しかし、細究の一助として貢献できましたら幸いに存じます。最後に胞小器官内にビタミン C を輸送するメカニズムはよくわかなりましたが、本研究にご支援いただきましたことを重ねっていません。我々は細胞小器官に発現する DHA トランて感謝申し上げるとともに、貴財団のますますのご発展をスポーターを通じて、オルガネラ内へのビタミン C 輸送やお祈り申し上げます。 （岡山大学学術研究院医歯薬学域）

酸化還元機構の解明を目的としています。

− 200 −

コスメトロジー研究助成を受けて2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて石川

この度は、コスメトロジー研究助成に採択頂きまして、正昭の更なる同定は、臨床的に応用可能な他覚的定量評価を伴った嗅覚検査の開発基盤形成に大きな役割を持っているとありがとうございます。
私は、ストレスを他覚的定量評価できるツールの開発に考えます。私としては、アロマセラピーのようなリラック

努めており、嗅覚とストレスには深い関連性があるであろスを導く嗅覚刺激が成果を出すのではないかと考えていた

うと常々推測していました。特にアロマセラピーのようなため、まさか腐敗臭で結果が出るとは思いませんでした。

リラクゼーションにつながる嗅覚刺激は、生体反応に何か

やはり研究は実施しないとわからないものであり、面白い

しらの影響を与えると考え、その影響を反映するツールのなと改めて思うこの頃です。

確立をと考えていました。これまでの研究から、瞳孔がス

ストレスの研究をはじめたきっかけは、嗅覚刺激由来のトレス程度を反映させるバイオマーカー、特に精神的疲労ストレスマーカー確立でした。それゆえ申請書を出したとの程度を反映させることがわかっていました。過去の臨床

きに自分のアイデアがどこまで審査委員の方々に伝わるか疼痛モデルにおける疼痛由来の精神的疲労が縮瞳と関連す不安でしたが、採択されたと知った時の喜び・責任感はひるという所見と今回得られた腐敗臭を用いた嗅覚刺激からとしおでした。本研究の成果を、次の研究に繋げたいと思生じる精神的疲労が縮瞳と関連するという所見は、類似すいます。ご援助をいただいたことに感謝申し上げます。
（兵庫県立尼崎総合医療センター）

るものでした。
今回の成果から、精神的疲労を普遍的に生じさせる条件

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて
伊藤

文人本研究で着目した信頼度・支配性といった対人印象は、になります。化粧をするという行為は相手に良い印象を与人が社会生活を送る上で極めて重要なものとなります。こえるための重要な方略と考えられますが、魅力度を高めるの対人印象は、様々な場面でその人の人生を左右すること

以外にもまだ知られていない効果や技術（例えば、有能さになっていきます。例えば、上司から良い印象を持たれれを高める等）があるかもしれません。心理学・脳科学の貢ば昇進に結びつくかもしれませんし、異性から良い印象を献による、これまでにない新たなコスメトロジーの広がり持たれれば、将来パートナーになってくれるかもしれませを期待してやみません。今回の研究は多くの参加者に対面ん。こうして考えると、印象形成が人間社会の根幹をなすで会話をしていただく課題を取り入れており、コロナ禍のものであるといっても過言ではないかもしれません。しか影響を大きく受けました。実施が予定よりも１年以上遅れしながら、実際のコミュニケーション場面を研究対象にすたにも関わらず、ここまで温かくサポートしてくださったるのは容易ではなく、あまり理解が進んでいない実情があ

コーセーコスメトロジー研究財団の皆様に心より御礼申しります。本研究はこうした背景から立案・実施されたもの上げます。

− 201 −

（東北大学大学院教育学研究科）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて鎌田

この度はコーセーコスメトロジー研究財団の研究助成に泰彰

経支配があり、副交感神経系が優位となることで縮小、交感神経系が優位となることで散大します。また、瞳孔は常採択していただき誠にありがとうございました。
私は大学での研究活動のかたわら、視能訓練士という眼に一定のリズムで縮小、散大を繰り返しており、このよう科の検査技師として臨床業務をしております。臨床業務のなゆらぎは瞳孔振動と呼ばれています。瞳孔振動の機能的中で、視能訓練士が行う眼科検査の結果を眼科以外の幅広意味については未だ明確にはなっていませんが、近年ではい分野に応用、発信できないかと常に考えておりました。

生体の客観的評価指標としての応用が考えられています。

今回、私の恩師である原直人先生から本研究助成について

本研究の結果から、香りによって心副交感神経指標が増大のご助言をいただき、香りが生体へ及ぼす影響を眼組織かしたとき、瞳孔は縮小し、特定の周波数帯の瞳孔振動が生ら評価できないかと構想し応募に至りました。研究助成のじることが示唆されました。このことは、香りが生体に及採択をいただいたときには、自分の思い描いていたことがぼす影響を客観的に評価できる指標として、瞳孔の有用性実現できると非常に感激したのを覚えております。改めてを示せたのではないかと考えています。今後も眼組織を用

本研究は貴財団のご支援あってのものと深く感謝申し上げ

いた客観的評価指標の有用性を検討し、コスメトロジー分

ます。

野をはじめ様々な分野に貢献できるよう研究活動を継続し香りのような感覚刺激は個人の経験や嗜好等によって感受性が異なります。そのため、自覚的評価だけでは平均化が難しく、客観的評価指標が必要であると考えます。私はていきたいと思います。
最後になりますが、コーセーコスメトロジー研究財団のますますのご発展をお祈り申し上げます。
（国際医療福祉大学保健医療学部視機能療法学科）

これまでに瞳孔を客観的評価指標に用い、感覚刺激が自律神経系に及ぼす影響を検討してきました。瞳孔には自律神2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて新美

亮輔

研究期間を終えて無事に成果を報告でき，うれしく思っとき，コスメトロジー研究助成の 1 ～ 2 年の研究期間はうております。研究成果は国際誌の論文として公刊されましってつけでした。科研費をはじめ多くの公的研究助成は数たが，本助成のおかげでオープンアクセスとすることがで年以上の研究期間で，それなりの規模の体系的な研究計画

きました。また，研究期間は COVID-19 感染禍のただ中で，が必要ですから，新しく面白そうな単発のアイデアを機動

心理学実験を行うにも諸々の困難がありましたが，やはり的に試してみるタイプの研究には向いていません。かつて

本助成を活用することでクラウドワーカーを対象とした大は大学のいわゆる個人研究費がそのような小規模な「芽」の規模オンライン実験を実施することができました。

ような研究を支えていたはずですが，現在ではそれも難し

私は視覚物体認識や視覚的注意などの認知心理学研究をくなってしまっています。コスメトロジー研究助成は，研行ってまいりました。現所属となって数年が経過し，少し究者の自由な発想に基づいた「ちょっとやってみようか

研究の幅を広げたいと思い，顔魅力の問題に取り組むことな？」という挑戦を支えてくれる，まことに貴重な機会でを考えました。PI として学生指導を続けるうち，学生たす。このような助成は，科学と技術を豊かにし，後の重要ちが顔魅力研究に興味を持ちやすいことに気づき，その背な発見につながるかもしれない多彩な可能性を育ててくれ

後にある（おそらく若年層でとりわけ強い）
外見というもの

るでしょう。今後も，可能性を秘めた多くの「芽」を助けてに対するこだわりに関心を持ったこともきっかけの一つでいただければと願う次第です。

す。このように新しいテーマに手を出してみようと思った− 202 −

（新潟大学人文学部）

コスメトロジー研究助成を受けて2017 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて横山

この度は研究助成を賜り、誠にありがとうございました。

由香里

ました。おかげさまで、研究の基礎を作ることができ、こ助成期間中の妊娠・出産、新型コロナウイルス感染症の流こまでの成果を国際化粧療法医学会に発表することができ

行による研究の難航等で、当初の計画から度々の延長をおました。現在は国際誌に投稿中です。まだまだ課題はあり認めいただきましたことにも、心より感謝申し上げます。

ますが、視覚に障害のある方々が自ら化粧をすることで助成いただいた研究は、視覚障害がある女性が自ら化粧Quality of Life が向上する可能性を実証する一助になったをすることによって Quality of Life が向上するか否かを明のではないかと考えております。

らかにするものです。
自ら化粧をするためのプログラム（ブ

私事で恐縮ですが、妊娠・出産により研究を中断させてラインドメイクプログラム）の受講による変化をとらえる

いただく期間もありました。私の場合は、仕事や私生活でことを目的に研究を進めてまいりました。しかしながら、出産前後に多くの変化が生じ、様々な調整が必要でした。

新型コロナウイルス感染症の流行により研究に大きな影響

各方面に迷惑をかける心苦しさもありましたが、貴財団にが生じました。緊急事態宣言等により外出機会が減少したは状況をご理解いただき研究の中断をお認めいただきましことで、視覚障害のある方々の化粧の機会や、ブラインドた。こうしたご対応は、復帰後の励みになりました。物心メイクプログラムに参加する機会が減少しました。大変厳両面で支えていただいたことに深謝申し上げます。この度しい状況でしたが、貴財団に研究計画の変更をお認めいたはご支援、ご配慮いただき、誠にありがとうございました。

だき、オンラインで参加を募り研究を続けさせていただき（日本福祉大学）

2020 年度

研究助成

コスメトロジー研究助成を受けて和佐野

顔面神経麻痺診療のなかで、現在医療者の主観的な評価法しかない麻痺の重症度評価の客観的評価法の開発や、麻浩一郎

用化に向けて大きな一歩を踏み出すことができました。
医療においてしばしば置き去りにされる外見上の問題は、痺が残存した患者さんに対するケアの重要性を痛感してい患者さんにとって大変大きな問題であることが多いと感じましたが、コーセーコスメトロジー研究財団の研究助成をております。特に私の専門診療科である耳鼻咽喉科は被服受けることが決まり、これらの問題の解決に挑むことがでにより隠れない領域であることから、コスメトロジーといきることとなり大変心強く思いました。

う分野は非常に重要であると考えております。今回の研究

実際の研究テーマである顔面神経麻痺患者に対するメイ

では最終段階まで達することができませんでしたので、研クアップ法の開発に関しては、新型コロナウイルス感染症

究期間終了後も引き続き医療へのコスメトロジーの応用にの拡大に伴い、近接した指導やマスクを外した状態での施取り組んでいきたいと思います。

術が不可能となってしまったため、3 名の患者に対するプ

最後に、この度は助成を頂きありがとうございました。

レリミナルな指導に留まってしまい、本当に歯がゆい思い

コーセーコスメトロジー研究財団のご発展をお祈り申し上をしました。一方で重症度評価に関する人工知能ソフトウ

げます。

ェアの開発は順調に進展し、当初用いていたセグメンテー
ションという手法にしわの解析を追加することができ、実− 203 −

（国立病院機構東京医療センター／東海大学医学部）

国際交流助成

2022 年度

国際交流助成国際交流助成を受けて松原

弘樹

まずはこのたび、コーセーコスメトロジー研究財団の国

く、中堅、更に次世代の研究者とも広く研究交流をするこ

際交流助成に採択いただきましたことを心より御礼申し上とができました。特に大学の先生方だけでなく、界面化学げます。私は自身の研究キャリアを界面活性剤の吸着膜お関連企業の研究者からも研究内容を高く評価していただき、よび会合体形成の熱力学的な研究からスタートし、1990

これまで手探りで進めてきた「吸着膜相転移を応用した乳

年代の終わり頃から発展してきた気液、液液界面の分光測化安定性制御」の研究に大きな手ごたえを感じることがで定を取り入れながら、新たな吸着膜状態の発見と創出、そきました。今後は、本助成で新たに構築させていただいた

してその構造解析に努めてきました。数年前よりこれらの人的なネットワークを共同研究などで発展させていきなが研究によって明らかになった吸着膜の相転移現象を界面物

ら、基礎研究から応用研究へ、更にコスメトロジーにも貢性のスイッチとして活用し、界面化学の主要な応用領域の献できるような形で展開していきたいと考えています。

１つである化粧品分野で、乳化や洗浄などを中心として私本助成に採択いただいたことが、私の研究の新たなチャ

なりの実学的な貢献ができないか模索してまいりました。

レンジを拓く機会となりましたこと大変ありがたく感じて

今回の助成では、ドイツコロイド学会の 100 周年を記念おります。今後も微力ながらもコスメトロジー研究の発展した大きな国際会議に参加させていただき、研究発表はもに貢献できれば幸いです。最後になりましたが、貴財団のとより、実行委員として学会運営にも深く関わらせていたますますのご発展をお祈り申し上げます。この度は誠にあだくことができました。その活動を通してドイツを中心に、りがとうございました。

現在すでに活発にご活躍されている著名な先生方だけでな（広島大学大学院先進理工系科学研究科化学プログラム）− 207 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2022 年度

国際交流助成国際交流とコスメトロジーとの結びつきについて
平松

隆円

COVID-19 を含む感染症対策において石けんを使った

今回、世界有数の産出量をほこるチュニジア産オリーブ

手洗いは非常に重要だが、最新のユニセフによる推計によオイルを主原料に、貴重なウチワサボテンオイル、チュニ

ると、サハラ以南のアフリカでは都市部に住む人々の 63 ％ジア産の天然精油を配合した肌への刺激がマイルドで子どが手洗いを利用できないでいる。あらゆる環境において、もから大人まで使用できる石けんを開発した。国際的なパ

手洗い設備、水、石けん、手指消毒剤へのアクセスを改善

ーム油問題（熱帯林の伐採、野生動物の減少）にも目を向け、し、最適な手指衛生習慣のための行動変容介入を推進する

パーム油に変わる原料としてチュニジア産のデーツオイル

ことが急務となっている。特に、社会的弱者や不利な立場の抽出配合方法も検討した。オリーブオイルにはオレインにあるコミュニティにおいて手頃な価格の製品とサービス酸が多く含まれ、肌の刺激になりにくく保湿効果もあるたが利用でき、持続可能であることを目指す必要がある。

め年代問わず使用できる。純度の高いオリーブオイルを使そこで、東亜大学（平松隆円）とモナスティール大学用した石けんは、万が一口に入っても脂肪酸とオイルに分（Mohamed HACHANA）が協力し、ヘルスケアサービスを解されるため、小さな子ども向けに適している。石けんで受けるうえで物理的にそれがアクセスできない状況の改善、洗った排水は、下水を通して海や川に流失した際に短期間

疾病予防のための手洗い習慣といった社会習慣を改善し、で分解され、魚やプランクトンの餌になる。国際的なパーユニバーサル・ヘルス・カバレッジ（UHC）を実現すべく、

ム油やシリコンの値上がりが続き、市場のインフレ化に伴アフリカにおける手洗いや手指の消毒といった衛生環境をいトイレタリー製品の価格が上昇傾向にあるなかで、フェ改善する現地で製造可能なトイレタリー製品（石けん）の開アトレード体制を実現し、適正なコストでの製造、販売を発に取り組んだ。これは、チュニジア人材育成と新規産業おこなう。

創出も目的としており、チュニジア産原材料を用いての石以上の取り組みは、美しく豊かな人間生活の実現に寄与

けん開発だけではなく、日本およびチュニジア共和国内にし得るコスメトロジーの理念そのものであると考えており、

おいて製造・販売を担う企業を両大学の学生による起業に

今回のコーセーコスメトロジー研究財団からの助成を通じよる設立を目指すため、アントレプレナーシップも実施したプロジェクトの支援に感謝申し上げたい。 （東亜大学）ている。

− 208 −

学術集会支援助成

2022 年度

学術集会支援助成日本ビタミン学会第 74 回大会を振り返って
高田二郎

福岡市では 66 年ぶりとなる日本ビタミン学会第 74 回大会

本の先端技術と文化に基づいた Japan Beauty の世界発信を対面開催で無事終えることができました。感染の脅威がによる人々の幸せとサステナビリティへの貢献」を紹介さ完全に払拭できておらず、厳重な感染対策下ではありましれました。長濱徹氏（大正製薬）は「様々な生理機能を有す

たが、本大会を対面で開催できたことは大きな喜びでありる含硫アミノ酸〜タウリン〜」と題し、皮膚におけるタウます。大会ポスターには、疫病退散を祈願した祭りである

リンの新たな機能、表皮に高濃度で存在し、セラミド合成

博多祇園山笠の「招き板をもつ先走りの子供」
を描いた長谷

酵素やフィラグリンの遺伝子発現を増加させること、線維川法世氏のイラストを使わせていただきました。本大会は、芽細胞においてコラーゲン分解酵素 MMP-1 の遺伝子発現

基調講演、特別公演 6 題、一般公演 72 題、若手シンポジとタンパク増加を抑制し、ヒアルロン酸合成酵素の遺伝子

ウム 9 題、受賞公演 5 題、ランチョンセミナー 1 題で構成

発現とヒアルロン酸の分泌を増加すること。すなわち、タし、宮城から沖縄まで日本全国から 274 名が参加しました。

ウリンは皮膚においてバリア機能増強とシワ形成抑制効果

本学会において「ビタミン・バイオファクターを上手に使を有する新規皮膚老化抑制剤として機能できることを紹介う」をテーマにした特別講演のうち 2 題が、これからのコされました。これらの講演により、ビタミン・バイオファ

スメトロジーを扱ったものでした。逢澤起代美氏（林原）はクター学がコスメトロジーにおいて一定の未来を担えるこ「化粧品業界の市場とトレンドを絡めて〜化粧品の過去・とが示されました。

現在そして未来？〜」と題し、化粧品業界の市場とトレン末筆ながら、コーセーコスメトロジー研究財団からは学ドの推移、化粧品成分としてのビタミン C 誘導体の用途展

術集会支援助成金を援助いただき、大会開催に有効活用で開、さらに化粧品業界の未来を志向した将来ビジョン「日きました。衷心より感謝申し上げます。（福岡大学薬学部）− 209 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2022 年度

学術集会支援助成

第 15 回 VIP/PACAP 関連ペプチド国際シンポジウムを終えて橋本

均

この度、公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団となりました。欧州や北米からの発表も多くプログラムのより、2022 年度学術集会支援助成をいただき、第 15 回

作成においては時差への対策が大きな問題となりました。

VIP/PACAP 関連ペプチド国際シンポジウムを大阪国際会

そこで、欧州からの発表者が多いセッションは夜に、北米議場とオンラインにて、2022 年 10 月 30日㈰ 〜 11月 2 日㈬からの発表者が多いセッションは朝に開催することにし、の日程で開催することができました。

最長深夜 0 時までの開催としました。

本シンポジウムは当初 2021 年春に開催が計画されまし

表彰やグラントも大変充実したものにしていただき、

たが、新型コロナウイルスの影響により再三延期となってAkira Arimura 財団による Arimura 賞、若手研究者グラきました。しかし、この研究領域のとくに将来を担う若手ントおよびトラベルアワード、PEPTIDES 誌のご支援に研究者の国際的な発表と交流の機会を確保するため、今秋よる Viktor Mutt 賞の選考と表彰が行われました。さらに、にはどのような形式であっても開催することが決定されま

会期中の投票により特別発表賞とポスター発表賞の表彰もした。そのような思いも込めて「Toward Next Generation

行われました。卓越した学術貢献をされた研究者から将来

Peptide Research」のサブタイトルを付けての開催となりが期待される若手研究者を、このシンポジウムにおいて表ました。

彰、祝福できたことは大変に意義深いことと感じています。

参加者は 142 名（現地 74 名（内、日本 61 名、海外 13 名）、

ペプチド系は、多くの生理機能の調節に関与し、皮膚にオンライン 68 名（内、日本 8 名、海外 60 名））、計 19 か国

おいても重要な役割が知られています。本シンポジウムでに及びました。海外からはオンライン参加の割合が高かっは、英国のグループから皮膚炎症に関する興味深い研究成たことは、新型コロナに加え、国際航空運賃の高騰などが果が、また日本のグループから痒みの受容と伝達に関する影響しました。そのような中でも、海外から 13 名に参加

多くの優れた研究成果が発表されました。
本シンポジウムの開催において必要不可欠なご支援をいいただけたことを嬉しく思っています。
本シンポジウムでは、特別講演 5 題、受賞講演 3 題、2ただきましたコーセーコスメトロジー研究財団に、重ねてつの追悼セッション、10 のシンポジウム、一般口演 8 題

心より感謝申し上げます。 （大阪大学大学院薬学研究科）とポスターセッション 21 題からなる大変に充実した内容− 210 −

学術集会支援助成

2022 年度

学術集会支援助成

第 16 回次世代を担う若手のための医療薬科学シンポジウムを終えて長野一也

日本薬学会医療薬科学部会主催の「第 16 回次世代を担うジウムの創設初期から若手世話人を務められ、その礎を築

若手のための医療薬科学シンポジウム」を 2022 年 10 月

いてこられた久米利明先生（富山大学医学薬学研究部）にお

29 - 30 日に、和歌山県立医科大学・薬学部およびオンライ

願いしました。さらに、3）今回初めての試みとして、若手

ン配信のハイブリッド形式によって開催しました。

が自らのキャリア形成を考える機会を願い、過去の本シン

COVID-19 禍において、世界的な感染者・死者を減らす
べく、新しいタイプのワクチンや飲み薬の開発に加えて、ポジウムの優秀発表賞の受賞者 4 名によるキャリア形成シ
ンポジウムを企画しました。

手洗いや手指消毒、マスク着用など、予防の重要性が改め

その他にも、一般演題では、口頭発表 35 演題とポスターて認識されました。そこで本大会のメインテーマは、『パン

発表 30 演題と多数の申し込みがありました。特にこれらのデミックの経験を生かした医療薬科学研究〜命のバトンに

演題の中には、貴財団との関連が深い領域である化粧品や希望をのせて、近未来の予防・創薬・治療戦略につなぐ〜』

皮膚疾患用医薬の開発を目指した皮膚科学に関わる基礎・としました。

応用研究も複数あり、最先端の技術や知見について熱く議

本大会では、上記テーマのもと、前々回、前回大会がCOVID-

論を交わすことができました。

19 禍のためにオンライン開催となり、対面議論できなかっこのように、本大会をハイブリッド形式で開催でき、たため、「3 年ぶりのオンサイト開催」を目指し、多彩な講

200 名を超える先生方に参加いただき、熱い研究ディスカ演を企画しました。1）特別講演では、日本薬学会の会頭をッションの場と人的交流の場を提供することができました

務め、薬学の研究教育に貢献されている太田 茂先生（和歌ことは、偏に貴財団より賜りましたご支援のおかげだと感山県立医科大学薬学部）と生体の免疫／炎症応答の分子機構

じております。末筆ながらこの場をお借りして、厚く御礼を遺伝子改変動物で解明されている改正恒康先生（和歌山県を申し上げます。

立医科大学先端医学研究所）に、2）
教育講演では、本シンポ− 211 −

（和歌山県立医科大学薬学部）

コスメトロジー研究報告 Vol. 31, 2023

2022 年度

学術集会支援助成

第 33 回日本微量元素学会学術集会報告
深田俊幸（大会・学会名称）：第 33 回日本微量元素学会学術集会

微量元素領域の発展に努めたいと考えて、多様な企画を実（開催日時）：2022 年 9 月 8 日 ～ 9 月 10 日
（3 日間）

施しました。
日本には、亜鉛補充療法をはじめとする先駆的な微量元（開催場所）：兵庫県立淡路夢舞台国際会議場（参加人数）：96 人（うち海外からの参加者数 3 人、国内 93 名）

素研究の歴史があり、最近では、特に亜鉛をはじめとする（大会概要・トピックス）：「異分野融合で微量元素を深化する」

微量元素の欠乏による皮膚の障害など、皮膚の健康維持と開催目的：

病気における微量元素への関心が高まっております。この日本微量元素学会は、1989 年に第 2 回国際微量元素医

タイミングでの学術集会の開催はまさに「天の時」であり、学会議（ISTERH）が東京で開催されたのを契機に、微量金

国内外からアクセスしやすく議論に集中できる兵庫県立淡属代謝研究会、微量元素研究会、輸液微量栄養素研究会、

路夢舞台国際会議場で開催することは、「地の利」をも感じ

微量栄養素研究会が中心となり、学際的な学会として 1990

させるものでありました。コロナ禍は、直接的な学術交流

年 4 月 1 日に創設されました。微量元素に関する生命科学に支障をもたらしましたが、第 33 回学術集会は、淡路夢研究を振興し、健康増進と疾病の予防・治療への寄与を通

舞台国際会議場のご協力のもとで、感染拡大の防止に万全

じて、社会に貢献することを目的としています。第 33 回を期して対面で実施することができました。皮膚恒常性の日本微量元素学会学術集会は、学術テーマを「異分野融合

最新情報や化粧品等の開発に関しても、有益な情報交換とで微量元素を深化する」として、目標を以下に定めて開催

議論がなされたものと思われます。関係者各位のご協力にしました。

心から感謝申し上げます（写真 1）。
一方、コロナ禍が本学術集会の運営に与えた影響も、決1：異分野融合による微量元素のさらなる理解
2：次世代をリードする若手研究者の育成

して小さなものではありませんでした。対面での学会開催

3：微量元素領域の国際交流の促進が世界的に回復している中で、私達は、来日する予定であ

大会概要：った特別講演者の Mitchell Knutson 教授の講演と交流を心

微量元素研究分野における日本のリーダーシップを世界より楽しみにしておりました。残念なことに、Mitchellに発信するとともに、世界水準の最先端科学に国内外の研Knutson 教授は、コロナ禍の影響で来日することができな

究者が触れ、活発に交流することによって、国際的な共同

くなり、オンラインでの講演を余儀なくされましたが、活研究を促進したいと考えました。さらに、次世代を担う日本

発な質疑応答によって、貴重な情報交換と交流をすることとアジアの若手研究者を育成する教育的基盤と位置付けるができました（写真 2）。コロナ禍は、まだしばらくの間はことを目指し、微量元素分野で顕著な業績を有するMitchell

学会の様々な運営面に影響を及ぼすものと思われます。こD. Knutson 先生をはじめ、微量元素が関わる様々な分野の度の経験を、今後の学術集会の運営の参考にしたいと思で実績のある研究者の特別講演、教育講演、日韓共同シン

います。

ポジウム、若手ワークショップを計画しました。さらに、

貴財団の多大なるご支援なくして、本学術集会の運営と今後の発展が期待できる医療系、栄養学、農学系の分野に成功はあり得ませんでした。多大なるご援助をいただきまも魅力的な内容となるよう取り組み、基礎と臨床におけるした公益財団法人コーセーコスメトロジー研究財団に、心から感謝申し上げます。

写真 1− 212 −

（徳島文理大学薬学部）

写真 2

学術集会支援助成

2022 年度

学術集会支援助成第 31回日本色素細胞学会学術大会を終えて
船坂

陽子

2022 年 11 月 12 日㈯ 13 日㈰にステーションコンファレ

ノサイト活性化メカニズムと合理的な美白法、皮膚内神経

ンス東京にてハイブリッドで第 31 回日本色素細胞学会学によるシミの形成メカニズム、老人性色素斑部位における術大会を開催しました。本学術大会におきましては、日本

真皮血管の特徴、老人性色素斑におけるメラノサイトとケ

色素細胞学会奨励賞受賞講演、5 つのシンポジウム、一般

ラチノサイトの 3 次元構造解析、老人性色素斑形成におけ演題発表、ランチョンセミナー、Best presentation 賞授る皮膚幹細胞の関与、ケラチノサイトによる皮膚色制御メ

与を行いました。

カニズム、老人性色素斑病変部における表皮角化細胞の増シンポジウムは “メラニン・チロシナーゼ” で 3 講演（講

殖異常と微量金属の動態の関連）、“メラノーマ”で 2 講演（末演タイトルはメラニン分析の最近の進歩、チロシナーゼの端型、粘膜型、Spitz 型メラノーマの遺伝子異常、メラノ

翻訳後修飾とメラニン生成の制御、膜結合型ユビキチンリーマに対するがん免疫療法）、ランチョンセミナーは美白

ガーゼ RNF152 によるメラニン産生調節機構）、“メラノソ剤による治療 update, 一般演題は全て口演で、20 演題ありーム” で 4 講演（メラノソーム貪食作用の各種メカニズム、ました。

メラノソームの微小管逆行性輸送の新規制御因子・Rab44

参加者数は約 140 名で、最初から最後まで多くの方にごの機能解析、新たなエンドソーム・ライソゾーム蛍光染色

参加いただき、活発な議論がなされ、有意義な情報交換が剤、カルボシアニン色素を用いた、メラニントランスファ

行われたものと思っています。顔面のシミで最も高頻度にーにおけるエンドサイトーシス／ファゴサイトーシスの動見られる老人性色素斑の病態、その基礎的な分子制御の動的可視化、“光とメラノサイト” で 3 講演（エキシマレーザ

態に関する新しい知見が報告され、その改善策についてもーの皮膚への作用、白斑に対する各種光線治療、可視光線、熱心に議論がなされ、コスメトロジーの発展に繋がる学術

近赤外線の種々のメラニンを含有した表皮メラノサイトへ

大会を開催することができました。ご支援をいただきましの作用）、“老人性色素斑” で 7 講演（老人性色素斑のメラて心より御礼申し上げます。

− 213 −

（日本医科大学皮膚科）

●
事業報告書
2022 年度

表彰および助成を受けられた方々
役員●

事業報告書

事業報告書（自 2022 年 4 月 1 日

至 2023 年 3 月 31 日）《研究助成関連》［コスメトロジー研究助成］
2022
4 11
公募開始

全国 662 の大学、病院、研究機関等へ公募要領を送付し、学術雑誌 3 誌、9 学会 HP、および当財団 HP に公募要領を掲載
応募総数110件、各分科会毎に選考委員による個別審査

7

8

公募締切

9

14

選考委員会第一分科会（書面） 第 1 分野の書類選考通過 10 課題の承認

9

14

選考委員会第二分科会（書面） 第 2 分野の書類選考通過 15 課題の承認

9

14

選考委員会第三分科会（書面） 第 3 分野の書類選考通過 5 課題の承認

9

21

選考委員会

選考委員長による 2022 年度コスメトロジー研究助成採択候補 30
課題の承認

9

30

第二回臨時理事会（書面）

選考委員会から 2022 年度コスメトロジー研究助成候補課題の答申を受け採択者を決定

2023

11

30

第33回表彰・贈呈式

研究助成採択 30 課題の代表者に対し、助成金贈呈書を授与

12

14

助成金交付

研究助成金を交付

2

22

臨時選考委員会（書面）2023 年度選考委員会実施計画他

助成金交付

2020 年度採択 3 件に 3 年目の助成金交付

総額 5,500 万円［大学講座研究助成］
2022

12

10

総額 8,000 万円［国際交流助成および学術集会支援助成］
2022

9

30

第二回臨時理事会（書面）

選考委員会で内定した国際交流助成および学術集会支援助成について採択決定《表彰事業》［コーセーコスメトロジー奨励賞］
2022

4

4

趣意書発送

2018年度以降のコスメトロジー研究助成採択者144名に趣意書を
発送

8

31

受付終了

昨年度までの提出分も含めて、研究者28名から論文延べ46報の調
査

9

21

選考委員会

論文実績が優れた研究者を表彰候補者として選出

930

第二回臨時理事会（書面）

選考委員会から提案された候補者を受賞者に決定

1130

第33回表彰・贈呈式

受賞者1名に対し、表彰状と副賞200万円を贈呈

第33回表彰・贈呈式

新型コロナウイルス感染症予防対策をとりながらコロナ前のプロ《表彰・贈呈式》
2022

11

30

グラムで実施記念講演を取りやめ、奨励賞受賞者講演と助成受賞者代表挨拶を行った− 217 −

コスメトロジー研究報告Vol. 31, 2023

《理事会関連》
2022

5

25

第一回通常理事会（書面） 2021年度事業報告及び収支決算報告（含監査報告）を承認する件
任期満了に伴う選考委員の選任に関する件
定款の一部変更に関する件
任期満了に伴う理事候補者および監事候補者の選出に関する件
理事長、副理事長および専務理事の職務執行状況の報告

620

臨時理事会（書面）

代表理事（理事長）および業務執行理事（専務理事）の互選に関す
る件

9

30

第二回臨時理事会（書面） 2022年度研究助成者等を承認する件
2022年度「コーセーコスメトロジー奨励賞」受賞者を承認する件

1130

第二回通常理事会

2022年度収支予算書の一部変更を承認する件
2023年度事業計画および予算案を承認する件
株主としての議決権行使について
理事長および専務理事の職務執行状況の報告《評議員会関連》
2022

6

10

定時評議員会（書面）

2021年度事業報告及び収支決算報告（含監査報告）を承認する件
定款の一部変更に関する件
任期満了に伴う理事および監事の選任に関する件
報告事項（第一回通常理事会、財団の活動状況）

9

評議員への報告（書面）

第二回通常理事会議事等の報告

51

中間報告書発行

研究業績中間報告集

91

完了報告書発行

コスメトロジー研究報告

12

《その他》
1）報告書発行
2022

第31号
Vol. 30（2022）

2）行政届出関連
2022
2023

6

21

内閣府

令和 3 年度事業報告書等の提出

6

28

内閣府

代表者変更、定款変更、理事・監事名簿、役員報酬規程変更の届出

1

25

内閣府

公１事業内容の一部変更の届出

1

31

内閣府

公 2 研究報告会事業の追加、変更認定申請

3

24

内閣府

令和 5 年度事業計画書等の提出

3）情報公開（当財団HP等）
2022

2023

2

10

2022年度 事業計画等の掲載

4

11

2022年度 コスメトロジー研究助成公募開始

621

事業報告、新役員等の掲載

7

8

2022年度 コスメトロジー研究助成公募終了

91

コスメトロジー研究報告Vol. 30の発行及びHPへの本文掲載

1212022 年度 表彰および研究助成受賞者等の掲載

12

6

2022年度 予算書の一部修正

3

24

2023年度 事業計画等の掲載− 218 −

事業報告書2022年度

表彰および助成を受けられた方々

1）コーセーコスメトロジー奨励賞受賞者
氏

名

所

木原

章雄

属

北海道大学大学院薬学研究院

職位
教授

研究課題
第 29 回コスメトロジー研究助成受賞（2018）
アシル CoA 合成酵素 ACSVL4 による皮膚バリア形成機構

2）コスメトロジー研究助成（30名）
第 1 分野：素材、物性に関する分野（10 名）
氏

名

所

属

職位

研究課題

梅野

太輔

早稲田大学理工学術院
先進理工学部

教授

進化分子工学によるデザイナー炭化水素生合成経路の開発

小田裕香子

京都大学iPS細胞研究所

主任
研究者

皮膚バリア機能を促進する新規生理活性ペプチドの開発

小林信介

岐阜大学工学部教授

化粧品微粒子原料表面改質のための気流層型プラズマリアクター
の開発

高橋

大介

慶應義塾大学理工学部

准教授

糖脂質型バイオサーファクタントの精密化学合成と構造機能相関による新規高機能性化粧品素材の創製

東北大学大学院理学研究科

特任
研究員

テラヘルツ分光による水和水の環境の分子レベルでの解明

高橋まさえ
竹井

敏

富山県立大学工学部教授

ガス透過性金型による１cm2当たり100万本以上の高溶解型無痛
ナノマイクロニードルの開発

長瀬健一

慶應義塾大学薬学部准教授

肌温度感受性を有する細胞増殖因子送達ナノ粒子の開発

中道友山陽小野田市立山口東京理科大学工学部

助教

微小血管系の多機能イメージングによる皮膚特性・機能の評価

松原弘樹

広島大学大学院
先進理工系科学研究科

准教授

界面活性剤吸着膜の相転移を応用したピッカリングエマルションの自発解乳化山本尚

中部大学先端研究センター

教授

ペプチドの革新的合成

第２分野：生体作用、安全性に関する分野（15 名）
氏

名

所

属

職位

研究課題

池谷

真

京都大学iPS細胞研究所

准教授

iPS細胞由来顔面部真皮幹細胞誘導法の開発

石谷太

大阪大学微生物病研究所教授

小型魚類を活用した皮膚老化機構の解明と抗老化因子の探索伊藤晃成

千葉大学大学院薬学研究院

教授

HLA多型の関わる接触性皮膚炎リスク評価系の基盤構築

岩尾康範

和歌山県立医科大学薬学部教授

優れた安全性・安定性を有する経皮吸収型イオン液体の創製とコ
スメトロジー素材への応用

上山健彦

神戸大学バイオシグナル
総合研究センター

教授

メラニン合成関連酵素のパルミトイル化による可逆性の皮膚色制
御

遠藤

裕介

公益財団法人かずさDNA研究所室長

かゆみを引き起こすpathogenic codeの同定と治療基盤の開発− 219 −

コスメトロジー研究報告Vol. 31, 2023

氏

名

所

神戸

大朋

佐田亜衣子

属

職位

研究課題

京都大学大学院生命科学研究科

准教授

チロシナーゼ酵素群の活性化に不可欠な金属獲得の分子機序の解明

熊本大学国際先端医学研究機構

特任准教授

皮膚幹細胞の糖鎖をターゲットとした老化制御に向けての基盤研
究

大日

輝記

香川大学医学部教授

表皮のペプチドによるバリア制御機構

豊島文子

京都大学医生物学研究所教授

妊娠期における皮膚リモデリング機構の解析中村由和

東京理科大学理工学部

独立准教授

表皮細胞老化において細胞膜リン脂質の果たす役割の解明

西山功一

宮崎大学医学部教授

加齢による微小血管網異常と皮膚老化の関係性を解く

長谷栄治

徳島大学ポスト
LEDフォトニクス研究所

特任
助教

全光学的手法を用いた老化皮膚における力学特性変化の解析

平林哲也

公益財団法人
東京都医学総合研究所

主席
研究員

表皮バリア脂質の代謝異常が炎症を惹起する機序の解明

和久

剛

同志社大学生命医科学部准教授

転写因子Nrf3を標的としたシミ予防研究へのHIV-1プロテアーゼ阻害剤リポジショニング

職位

研究課題

福岡医療短期大学歯科衛生学科

教授

表情シワを用いた新たな顔貌定量法（顔貌解析アルゴリズム）の開発

神戸大学大学院科学技術
イノベーション研究科

准教授

化粧品の機能性を最大化する塗布動作の定量評価と提示方法の研究第３分野：精神、文化に関する分野（5 名）
氏
泉

名
喜和子

和泉慎太郎

所

属

林

直亨

早稲田大学スポーツ科学学術院

教授

顔面の皮膚血流に及ぼす加齢と運動習慣の影響

藤本

昌代

同志社大学社会学部教授

コスメティック産業集積地発展における社会構造、多様なアクターの協働、支援制度に関する分析

横山ちひろ

奈良女子大学研究院
生活環境科学系

教授

顔形態の社会的シグナルとしての役割

職位

研究課題

3）大学講座研究助成（2020年度採択3年目）
代表研究者

所

属

天谷

雅行

慶應義塾大学医学部皮膚科

教授

表皮角層形成機序の解明と角層機能制御によるアレルギー疾患予
防法の開発

椛島

健治

京都大学大学院医学研究科皮膚科

教授

アトピー性皮膚炎の発症機序の時空間的理解とアレルギー克服を目指した研究帝京大学先端総合研究機構

教授

上皮バリアの分子細胞生物学研究を基盤とした皮膚疾患の病態解明と治療予防法の開拓

月田早智子− 220 −

事業報告書4）国際交流助成（2件）
派遣者

所

属

派遣目的

松原

弘樹

広島大学大学院
先進理工系科学研究科

51st Conference of the German Colloid Society、ドイツ、ベルリン工科大学（2022 年 9 月 27 日～ 10 月 2 日）

平松

隆円

東亜大学

The 8th Tokyo International Conference on African Development、チュ
ニジア、モナスティール大学（2022 年 8 月 24 日～ 31 日）

5）学術集会支援助成（5件）
実施責任者

所

属

学術集会
日本ビタミン学会第 74 回大会
福岡大学七隈校舎（2022 年 6 月 25 日～ 26 日）

高田二郎

福岡大学薬学部

橋本均

大阪大学大学院薬学研究科

第 15 回 VIP/PACAP 関連ペプチド国際シンポジウム
大阪国際会議場（2022 年 10 月 30 日～ 11 月 2 日）

長野一也

和歌山県立医科大学薬学部

第 16 回次世代を担う若手のための医療薬科学シンポジウム
和歌山県立医科大学薬学部（2022 年 10 月 29 日～ 30 日）

深田俊幸

徳島文理大学薬学部

第 33 回日本微量元素学会学術集会
淡路夢舞台国際会議場（2022 年 9 月 8 日～ 10 日）

船坂陽子

日本医科大学皮膚科

第 31 回日本色素細胞学会学術大会
ステーションコンファレンス東京（2022 年 11 月 12 日～ 13 日）− 221 −

コスメトロジー研究報告Vol. 31, 2023

役

員
2023 年 7 月現在

理事長

小林

一俊

株式会社コーセー 代表取締役社長

専務理事

亀山

浩一

（常勤）

理

事

岩橋

槇夫

北里大学 名誉教授

理

事

関根

茂

理

事

長野

哲雄

東京大学 名誉教授

理

事

二木

鋭雄

東京大学 名誉教授

理

事

西川

武二

慶應義塾大学 名誉教授

理

事

野呂

影勇

早稲田大学 名誉教授

理

事

宮地

良樹

静岡社会健康医学大学院大学 学長、京都大学 名誉教授

監

事

小林

久美

公認会計士

監

事

村上

實

弁護士

評議員会長

内藤

昇

元 株式会社コーセー 常務取締役

評議員

伊藤

正俊

評議員

岡﨑

勲

評議員

奥

直人

評議員

齊藤

勲

評議員

齋藤

美穂

評議員

仙名

保

慶應義塾大学 名誉教授

評議員

辻

勉

城西大学 薬学部 特任教授、星薬科大学 名誉教授

評議員

中村

陽子

元 厚生省 医薬安全局安全対策課 安全対策企画官

日光ケミカルズ株式会社 代表取締役名誉会長

東邦大学 名誉教授
東日本国際大学 客員教授
帝京大学大学院 薬学研究科長、静岡県立大学 名誉教授
元 厚生省 大臣官房審議官
早稲田大学 副総長・名誉教授− 222 −

＊本財団についてのお問い合わせは下記にお願いいたします。

公益財団法人 コーセーコスメトロジー研究財団〒 103— 0028

東京都中央区八重洲一丁目 5 番 17 号
八重洲香川ビルディング 4 階
電話 03（6860）2190

コスメトロジー研究報告

Vol. 31／2023

非売品

2023年 9月 1日発行

編集責任者
発
行
制

作

印

刷

亀山 浩一
公益財団法人 コーセーコスメトロジー研究財団〒103−0028 東京都中央区八重洲一丁目５番 17 号
電話 03（6860）2190
エイエム企画〒362−0034 埼玉県上尾市愛宕一丁目２番７号
電話 048（778）7943
株式会社サンセー

表紙デザイン監修：株式会社コーセーⒸ2023

商品デザイン部デザイン室不許複製

禁無断転載