美白剤の紫外線色素沈着制御機構とその安全性に関する研究
神戸大学

医学部皮膚科学教室

船坂陽子

α-Tocopheryl ferulate (α-TF) is a compound of α-tocopherol (α-T) and ferulic acid connected by an ester bond; ferulic acidis also an antioxidant, and could scavenge free radicals induced by ultraviolet (UV) radiation, and thus maintain the long-lastingantioxidative effect of α-T. α-TF inhibited melanogenesis in human melanoma cells by inhibiting tyrosinase activity. The
strong inhibitory effect of α-TF on UVB-induced melanogenesis and erythema formation was observed in guinea pigs. α-TF
inhibited the formation of not CPD or 6-4 photoproducts but 8OHdG. Taken together, α-TF could be a good candidate for thewhitening agent which suppresses UV-induced melanogenesis with sparing DNA damages induced by oxidative stress.

１緒を通じて抗酸化作用を示す。この構造的特徴より α- トコ

言フェロールはトコフェロキシラジカルを形成し、脂質の過顔面の色素沈着を引き起こす最も大きな要因の一つとし酸化を防ぐ９）。トコフェロキシラジカルはビタミン C、還て紫外線があげられる１）。紫外線の色素沈着誘導機序とし元型グルタチオン、セレニウムなどの酸化還元物質との共ては、表皮メラノサイトへの直接作用と他の皮膚細胞、特役反応により還元されて、再度フリーの α- トコフェローに紫外線照射を受けた周囲ケラチノサイトから分泌されるルが再生される９）。

因子の paracrine による間接的な作用のあることが明らか

そこで、我々は紫外線吸収作用と抗酸化作用を有するにされている 。美白剤の開発は、主としてメラノサイトフェルラ酸と、ビタミン E をエステル結合させたビタミへ直接働いて、メラニン生成における律速酵素 tyrosinase

ン E フェルラ酸エステル（d,l -α- tocopheryl ferulate, 以下を抑制する化合物のスクリーニングにより検討されてきたTF）（図１）の、美白剤としての効能を培養ヒトメラノサ２）。最近では、後者の paracrine 機序に注目して、紫外線イトを用いて検討した。さらに、TF が効率のよい抗酸照射を受けたケラチノサイトから分泌される endothelin- 1化作用を有することより、UVB により誘導される色素沈（ET- 1）が中波長紫外線（ultraviolet B, UBV）による色素着・紅斑形成あるいは DNA 損傷への抑制効果を、既に多沈着に大きく作用することより、この ET- 1 に対するメラ

くの施設で研究が進められている α- トコフェロール（αノサイト上の受容体の活性化を抑制するカミツレエキスの- tocopherol、T）と比較検討したので以下に述べる。

１）

開発が注目を集めている３）。しかしながらメラニン、特に２黒いメラニンである eu-melanin は紫外線に対する一種の実

験SOS 反応の産物であり、紫外線による DNA 損傷からの防２. １ 培養ヒトメラノサイトにおけるメラニン生成抑御を担うことが明らかにされている 。従って美白剤によ制実験（メラニン量、tyrosinase 活性、DOPAchrome

り melanin 産生を抑制した場合に、紫外線による DNA 損

tautomerase 活性、DHICA polymerase 活性）傷が増強するか否かの検討が、安全性の点から重要である 。

TF は脂溶性であるので、0 . 5％（w/v）レシチンに 0 . 1４）５）抗酸化剤であるビタミン E（α- トコフェロール）の経口摂取が、顔面の色素沈着の治療に有効であること、特に、ビタミン C 内服との併用療法にて、より効果的であることが報告されてきた６、７）。ビタミン E には α-、β-、γ-、δ- トコフェロールおよびトコトリエノールの 8 種の同族体があるが、α- トコフェロールが最も生物活性が強い８）。細胞膜の脂質層に入って、クロマン環とフェノールの OH 基
The inhibitory effect of α-tocopherylferulate
on UVB-induced melanogenesis
accompanied with protective effect of
DNA damages
Yoko Funasaka
Department of Dermatology Kobe
University School of Medicine− 82 −

図１

ビタミン E フェルラ酸エステルの構造

美白剤の紫外線色素沈着制御機構とその安全性に関する研究％（w/v）となるよう TF を混合（即ち、レシチンは TF反応について観察した。の５倍濃度、以下レシチン可溶 TF を TFL と呼ぶ）し、UVB による DNA 損傷は、照射 30 分、１時間、３時これをストック液とした。TF の溶媒コントロールとして、間、24 時間後に皮膚を採取し、チミン２量体、6 - 4 光産物、レシチン（以下 L と略す）添加による影響も検討した。また、8 -OHdG を認識する特異抗体で染色して評価した。

TF の、T やフェルラ酸（ferulic acid, F）との比較のため、

３

これらをエタノールに溶解したものとの比較実験も施行した。メラノテイックなヒト黒色腫細胞（HM 3 KO）に対し

３. １

結

果培養細胞におけるメラニン生成抑制能て、細胞毒性を示さない濃度（30 ないしは 100 µg/mL）でT、TF、TFL、L においてメラニン抑制効果を認め、５日間培養した後、細胞をアルカリ処理し、メラニンを可これは tyrosinase 活性と DHICA polymerase 活性の抑制

溶化してメラニン量を、また蛋白を抽出し、以下の如く酵能と相関していたが、DOPAchrome tautomerase（TRP- 2）

素活性を測定した。Tyrosinase 活性は、トリチウム標識活性は、これらの処理にてほとんど影響を受けなかった（図チロシンを用い、tyrosinase の働きで、チロシンがドーパ２）。になる際に生成されるトリチウム標識水量を測定することにより評価した。DOPAchrome tautomerase（TRP- 2）活３. ２

TF は in vivo における UVB による色素沈着及び紅斑・DNA 損傷誘導に対する防御効果を示す

性は DHICA の消失率を分光光度計で測定して評価した。

図３に示すように、TF において明らかに色素沈着の形

DHICA polymerase 活性は、DHICA メラニンの生成量を成抑制が認められた。

400 nm の吸光度で測定して評価した。

T と F 外用では、紅斑の抑制がみられるモルモットと２. ２

UVB による色素沈着及び紅斑・DNA 損傷誘みられないモルモットがそれぞれ約半数ずつ観察されたが、導に対する防御効果（in vivo）

TF 外用では、検討した 10 匹のモルモット全てにおいて、茶色モルモット背部に、１％濃度のエタノールに溶解著明な紅斑抑制がみられた。

した T、TF および TFL を UVB 照射前後に外用し、1 J/TF 外用にて 8 -OHdG 形成の明らかな抑制がみられたが、

cm の UVB を１週間に２回、連続２週間照射し、第３週

チミン２量体および 6 - 4 光産物の生成、および消退スピーめに色素沈着度を、色差計を用いて測定した。

ドにおいてはコントロールとの比較において TF、T, F い

2

白色モルモット背部に、１％濃度のエタノールに溶解した T、TF、F および TFL、L を外用し、同様に 1 . 5 - 3 J/
cm 2 の UVB を照射して、４時間および 24 時間後の紅斑

図２ α- トコフェロール、フェルラ酸、ビタミン E フェルラ酸、ビタミン E フェルラ酸レシチン、レシチンのメラニン生成抑制効 比較（文献 10）を改変）
ヒト黒色腫細胞 HM3KO を各種化合物の存在下に 5 日間培養した。Control: 無処理、T: α- トコフェロール、F: フェルラ酸、TF: ビタミン E フェルラ酸、TFL: ビタミン E フェルラ酸をレシチンに可溶化、L: レシチン。図中バーは標準誤差（n=3）。

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図３ 茶色モルモット背部皮膚に形成された紫外線誘発色素沈着の L 値におよぼす各種抗酸化剤塗布の影響
Control: 無処理、T: α- トコフェロー
ル、TF: ビタミン E フェルラ酸、TFL:
ビタミン E フェルラ酸をレシチンに可溶化。図中バーは標準誤差（n=4）。

ずれにおいても明らかな差は認められなかった。

４

考損傷が一つの共通の機点に基ずくものであるのか否かは不明である。

察

培養ヒト色素細胞を用いた in vitro の結果より、TF はUVB 照射ヘアレスマウス皮膚での T の作用について

強力にメラニン合成を抑制して、美白へと導くことを明らはすでに多くの施設で検討が進められてきた。UVB 照射

かにした。メラニンが少なくなると、ケラチノサイトの紫後皮膚の T 濃度が 50％に減弱することがしられており 11）、外線による DNA 損傷がより高度になり、紫外線発癌につこれを補充することも兼ねて、外用による UVB の急性反ながる危険性が増すと考えられている 17）。しかしながら、応の抑制について検討された結果、紅斑反応やサンバーン

TF は美白を保ちながらも、その抗酸化作用により紫外線。UVB の慢性効果としてによる皮膚の損傷（DNA 損傷および紅斑反応として認めは、皮膚のしわ、膠原線維の損傷、そして腫瘍形成につられる炎症反応）をも同時に防御しうると考えられる。今いて検討され、T 外用によりこれらがいずれも減弱する

後、TF の生物効果をより詳細に分子生物学的に明らかに。腫瘍形成抑制の機序としては、していくことは、紫外線に曝露される顔面皮膚の光老化の細胞の形成抑制が認められたことが報告されている12）

13）

UVB による細胞増殖、DNA 損傷を T が抑制する可能性防御や治療剤を開発していく上で重要と思われる。

が考えられるが、McVean らはマウス皮膚に UVB を照射する実験系で、T を紫外線照射前に塗るとチミン二量体の形成が抑制されることを示した。Berton らは紫外線照14）（参考文献）
１）船坂陽子、：メラノサイトと増殖因子、皮膚臨床、35、射後に T を外用し、１MED の UVB 照射後のチミン二量体および 6 - 4 光産物の修復が T により増強すると報告している

1371 - 1379、1993
２）船坂陽子、市橋正光、：色素沈着の外用療法、臨皮、。しかし、細胞周期調節因子である cyclinD 1 や51、144 - 147、1997

15）

P 21 の発現パターンが変化するにもかかわらず、DNA 合３）Imokawa G, Kobayashi T, Miyagishi M et al,: The成能には影響を及ぼさなかった。UVB による腫瘍形成発

role of endothelin- 1 in epidermal hyperpigmentation

現時期を遅らせ、また腫瘍部のテロメレース活性が T 外and signaling mechanisms of mitogenesis and用群では低いことを見い出している。T はその吸収極

melanogenesis, Pigment Cell Res, 10 , 218 - 228 , 199716）

大は 295 nm であり、UVB を直接吸収して分解する。従４）Eller M, Ostrom K, Gilchrest BA,: DNA damageって、McVean らの結果は一種のサンスクリーン効果によenhances melanogenesis, Proc Natl Acad Sci, USA, 93 ,り少量 UVB 照射により誘導されるチミン二量体の形成を

1087 - 1092 , 1996

抑制したと考えられる。我々の系で、チミン二量体および５）Funasaka Y, Komoto M, Ichihashi M,: Depigmenting

6 - 4 光産物の形成抑制作用が認められなかったのは、照射

effect of α-tocopheryl ferulate on normal human

量が多いためにサンスクリーンとしての効果を発揮できな

melanocytes, Pigment Cell Res, in press, 2000

かったものと思われる。実際、コントロールとして用いた

６）ビタミンＥ，Ｃ配合剤臨床研究班、：顔面色素沈着症

サンスクリーン剤外用群では、これら DNA 損傷の形成はにたいするビタミンＥとビタミンＣの配合剤および単味全て抑制された。Berton らが観察したチミン二量体およ剤の治療効果 , 西日皮膚、42、1024 - 1034、1980

び 6 - 4 光産物の修復が T により増強したという点は、興７）YEC- 1 研究班、
：女子顔面色素沈着症に対する YEC-

味深いものの、この修復増強効果の機序については全く不１（ユンケル（r）ＥＣ）の使用経験、基礎と臨床、25、明である。8 -OHdG は酸化ストレス即ち、ヒトロキシラジ

312 - 323、1991

カルや一重項酸素を介して形成されるとされているが、水

８）赤田陽児、：ビタミン E と化粧品、フレグランス

溶性のビタミン E にて、この DNA 損傷が抑制されることが報告されている。我々の系で、チミン二量体および

16）

ジャーナル、19、68 - 76、1976
９）古瀬一磨、：ビタミンＥと過酸化脂質、フレグランス

6 - 4 光産物のような UVB の直接作用による DNA 損傷でジャーナル、14、53 - 56、1986

はなく、この 8 -OHdG が選択的に抑制されたのは、TF が10）Funasaka Y, Chakraborty AK, Komoto M, et al,:

その抗酸化作用を効率よく発揮したためと考えられる。さDepigmenting effect of α-tocopheryl ferulate on

らに、TF が UVB による色素沈着、紅斑、8 -OHdG 形成human melanocytes, Br J Dermatol, 141 , 20 - 29 , 1999

抑制に α- トコフェロールよりも強力にその作用を発揮し11）Fuchs J, Huflejt ME, Rothfuss LM et al,: Impairment

た理由として、エステル結合したフェルラ酸が α- トコフ

of enzymic and nonenzymic antioxidants in skin byェロールの近傍に存在することより、抗酸化剤としてそのUVB irradiation, J Invest Dermatol, 93 , 769 - 773 , 1989

効果を示した可能性が考えられる。しかしながら、TF に12）Trevithick JR, Xiong H, Lee S, et al,: Topicalより抑制されたこれら UVB による色素沈着、紅斑、DNAtocopherol acetate reduces post-UVB, sunburn-− 84 −

美白剤の紫外線色素沈着制御機構とその安全性に関する研究associated erythema, edema, and skin sensitivity in15）Berton T., Conti CJ, Mitchell DL, et al,: The effect ofhairless mice, Arch Biochem Biophys, 296 , 575 - 582 ,vitamin E acetate on ultraviolet-induced mouse skin

1992

carcinogenesis, Mol Carcinog, 23 , 175 - 184 , 1998

13）B i s s e t t D L , C h a t t e r j e e R , H a n n o n D P , :16）Stewart MS, Cameron GS, Pence BC,: Antioxidant

Photoprotective effect of superoxide-scavenging

nutrients protect against UVB-induced oxidative

antioxidants against ultraviolet radiation-induced

damage to DNA of mouse keratinocytes in culture, Jchronic skin damage in the hairless mouse,Invest Dermatol, 106 , 1086 - 1089 , 1996

Photodermatol Photoimmunol Photomed, 7 , 56 - 62 , 1990

17）Kobayashi N, Muramatsu T, Yamashina Y, et al,;14）McVean M, Liebler DC,: Inhibition of UVB induced

Melanin reduces ultraviolet-induced DNA damage

DNA photodamage in mouse epidermis by topicallyformation and killing rate in cultured human melanoma

applied α-tocopherol, Carcinogenesis, 18 , 1617 - 1622 ,cells, J Invest Dermatol, 101 , 685 - 689 , 19931997

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