皮膚バリア機能障害を伴う皮膚疾患を対象としたラマン分光装置を用いた角層天然保湿因子の解析
大阪医科大学皮膚科

谷崎英昭

Stratum corneum (SC) is important to maintain the skin surface humidity and barrier function. Recent progress inconfocal Raman spectrometer has enabled us to noninvasively assess the concentration of water, natural moisturizing
factor (NMF) and lipids of the SC in vivo. Topical steroid has been widely used for a variety of skin inflammatory diseases
including atopic dermatitis, but the effect on the SC compositions has not been elucidated yet. We sought to evaluate theeffect of topical steroid on the profiles of SC of mouse and human skin. We evaluated the SC components of the skin ofhealthy donors, atopic dermatitis (AD) patients, C 57 BL/ 6 mice, and filaggrin knockout mice in the presence or absenceof topical steroid treatments using a confocal Raman spectrometer. The depth-dependent profiles of SC were calculated
from the respective spectra. Ceramide, pyrrolidone carboxylic acid, urea, and lactic acid, of AD patients were significantly
decreased compared to healthy donors. In addition, long-term topical steroid treatment decreased the profiles of SC
components in human Consistently, SC components were lower in Filaggrin knockout mice when compared to C 57 BL/ 6
mice, and even after by topical steroid treatment. In addition, the recovery of SC components after degreasing treatment
was markedly delayed in the steroid application group. We have demonstrated that topical steroid treatment decreased thecomponents of SC of the skin in mice and humans. Although topical steroids are beneficial for controlling skin inflammation,
we need to consider the risk of barrier disruption.

1. 緒な解析が可能となった 2-4）。今回、皮膚の重要な機能であ言る「バリア機能」と「水分保持機能」において中心的な役割を

表皮は、厚さが 0.2 mm 程度の人体の最外層に位置す担っている NMF に注目し、共焦点ラマン分光装置を用いる膜であり、角化プロセスによって細胞分裂と分化をて、角質層における NMF 含有量と皮膚表面から内部にか日々繰り返している。その中でも角質層は外界と体内とけての分布について非侵襲かつ無標識に詳細な解析を行の境界部に位置して、皮脂膜と天然保湿因子：Naturalった。加齢や気候による生理的な変化に加え、強い乾燥やMoisturizing Factor（NMF）、細胞間脂質をバランスよくかゆみをともなうアトピー性皮膚炎、難治性の掌蹠角化症、保持することによって、「バリア機能」と「水分保持機能」と慢性皮膚粘膜カンジダ症など何らかの皮膚免疫異常を呈すいう皮膚の機能における中心的な役割を担っている。フィる状態、更には外用剤治療前後の比較などさまざまな皮膚ラグリン蛋白は角層 NMF の産生源として重要であり皮膚状態を対象とし、ヒト臨床検体と各モデルマウスを用いてのバリア機能に必須の蛋白である。アトピー性皮膚炎は、

NMF の機能解析・経皮水分蒸散量・pH などの測定を通し遺伝的要因として乾燥肌を有し環境中の多様な因子が絡んて、バリア機能障害の成因に総合的に迫りたいと考えていで発症するが、フィラグリン遺伝子変異の有無がアトピーる。

性皮膚炎の発症因子の中で最も頻度の高い因子であると近2. 方

年報告されている 1）。
皮膚における水分・アミノ酸・脂質など各成分ごとの測定方法は、光工学による計測技術の進歩によって著しく発法

2. 1. 長期間ステロイド外用加療を継続したアトピー性皮膚炎 10 名の皮膚の菲薄化を確認展している。従来、テープストリッピングなどによる皮膚アトピー性皮膚炎の治療の第一選択は、かゆみや炎症を剥離を行った後に蛋白量などを測定していたのに対し、共速やかに抑制するためのステロイド外用剤である 5）。症状

焦点ラマン分光装置の出現によって角層内の深さ分布やや病変部位に応じて各レベルのステロイド外用を使用し、薬剤の皮膚への浸透性を非侵襲かつ無標識に高感度で詳細

適宜タクロリムス軟膏や保湿剤への変更が望ましいとされるが、長期間のステロイド外用によって生じる皮膚萎縮、毛細血管拡張、潮紅、酒皶様皮膚炎、ステロイド紫斑、痤瘡、Effect of topical steroid on the stratum
corneum compositions by using confocal
Raman microscopy
Hideaki Tanizaki
Department of Dermatology, Osaka
Medical College

多毛、感染症の増悪などについても日常診療においてしばしば経験する。今回、長期間ステロイド外用患者ならびに健常人各10名の前腕皮膚厚について、超音波を用いて測定・比較し皮膚萎縮について評価した。

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コスメトロジー研究報告 Vol.25, 2017

2. 2. 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の pHや経皮水分蒸散量について解析

3. 2. 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の pHや経皮水分蒸散量について解析

外 用 剤 塗 布 時 は チ ュ ー ブ よ り 薬 剤 を 一 定 量（ 例 え ばはじめに、ステロイド外用を日常的に行っていない同年1FTU 量）出し、両手を用いることが多い。今回 30 年以代の健常者の左右の指腹の臨床像を示す（図 2 A）。両側に上両手を用いて外用を継続しているアトピー性皮膚炎患

おいて、指紋がはっきりと認められ乾燥の所見なども認め者（39 歳男性）と右示指のみを用いて外用を十数年以上継られない。一方、30 年以上両手を用いて外用を継続して続しているアトピー性皮膚炎患者（35 歳男性）の指腹についるアトピー性皮膚炎患者（39 歳男性）においては、両側いて、pH や経皮水分蒸散量（transepidermal water loss：の指紋が不明瞭となり、皮膚の乾燥による粗造が顕著に認TEWL）について解析を行った。pH は堀場製作所製ポーめられた（図 2 B）。右示指のみを用いて外用を十数年以上タブル pH メーターを用いて、TEWL は室温 23 度、湿継続しているアトピー性皮膚炎患者（35 歳男性）において度 40 - 50 ％ に 保 た れ た 部 屋 に 入 室 後 VAPOSCAN AS-

は、外用を継続していた右側の指紋が不明瞭であり、左側

VT100RS（Asahi Biomed 社製）を用いて測定した。と比較して皮膚の乾燥による粗造が顕著に認められた（図2. 3. 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の天然保湿因子について解析

右側で pH の低下と TEWL の増加を認め、いずれも皮膚バ2 C）。さらに、図 2 C 患者における pH と TEWL においても、リア障害の結果差が生じたと考えられた。

2. 2. と同患者を用い、River Diagnostics 社製ラマン分
然保湿因子とその関連分子について測定・解析を行った。

3. 3. 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の天然保湿因子 NMFについて解析

測定は、左右の指腹を用いて任意の 5 点について各点の角最後に、長期間のステロイド外用によって生じたと考え質表層から 4 µm 間隔で 160 µm まで測定し、解析は Riverられた皮膚バリア障害 NMF について図 2 C 患者を中心にDiagnostics 社製ソフトウェア SkinTools を使用した。

評価を行った。天然保湿因子全体においては、外用を行っ光光度計 confocal Raman microspectroscopy を用いて天3. 結ていなかった左側において表層から 30 µm にかけて増加果を認め、以後角層の深層にむかって低下する健常者（結果3. 1. 長期間ステロイド外用加療を継続したアトピー性皮膚炎 10 名の皮膚の菲薄化を確認は示さず）と同様のパターンを示したのに対し、外用を行測定部位については、いずれの患者も軽度乾燥と苔癬化ら 104 µm においてほとんど測定限界値以下を示した（図っていた右側では、角層の最外層から低下を示し表層かをともなっていたが、明らかな掻破痕などを認めない部3 A）。その中でも天然保湿因子における主要構成成分で位で測定した。長期間ステロイド外用患者ならびに健常あるピロリドンカルボン酸（pyrrolidone carboxylic acid:

人各 10 名の前腕皮膚厚について超音波像を示す（図 1 A）。

Pca）と尿素（urea）についても解析を行ったところ、天然健常人（Healthy）では 1.22 ± 0.8 mm の皮膚厚であったの保湿因子全体の結果を裏付ける変化を伴っていたことが判に対し、アトピー性皮膚炎患者（AD）の平均値は 0.83 ±明した（図 3 B）。さらに水分保持量（water content）につい2.2 mm と有意差をもって低下していた（図 1 B）。ても外用していた右側で優位に低下しており、角層直下の

図 1 長期間ステロイド外用加療を継続したアトピー性皮膚炎 10 名の皮膚の菲薄化を確認（A, B）長期間ステロイド外用患者ならびに健常人各 10 名の前腕皮膚厚について、超音波を用いて測定・比較した。

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図 2 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の pH や経皮水分蒸散量について解析
左右の指腹の臨床像を示す（A：健常者、B：アトピー性皮膚炎患者。両手を用いて外用を継続。C：アトピー性皮膚炎患者。右手のみを用いて外用を継続）。D：図 2 C 患者における pH と TEWL の手指の左右差を示す。

顆粒層を位置する部位からも角層厚の低下を示す結果であ作用は皮膚萎縮をはじめとして毛細血管拡張、潮紅、酒皶った（図 3 C）。

様皮膚炎、ステロイド紫斑、痤瘡、多毛、感染症の増悪な4. 考

どが従来知られており、図 1 のとおり今回超音波検査を併察用することで再認識できた。さらに、比較的皮膚構造の厚皮膚のバリア機能は、天然保湿因子の含有量、角層水分い手指を用いて同一個体内で長期間のステロイド外用剤使量、経皮的角質水分蒸散量などで総合的に評価する必要が用における評価を行えたことは貴重な機会であり、ステロある。また、皮膚における水分・アミノ酸・脂質など各成

イド外用によって皮膚の菲薄と天然保湿因子が低下してい分の測定は、光工学による計測技術の進歩によって著しくることが判明したことは、生体の最外層の重要な役割の一発展している。従来、テープストリッピングなどによるつである皮膚バリア障害がいかに低下し、感染症の増悪の皮膚剥離を行った後に蛋白量などを測定していたのに対し、一因となっているかが示されていると考えている。アトピ

共焦点ラマン分光装置の出現によって角層内の深さ分布やー性皮膚炎患者における皮膚免疫バランスは、フィラグリ薬剤の皮膚への浸透性を非侵襲かつ無標識に高感度で詳細ン蛋白の発現低下にともなって生じる pH の低下、続発すな解析が可能となった。特にヒト検体においては、症状にる皮膚バリア機能異常、付随して生じる Th2 よりにシフ苦しんでいる皮膚の状態そのままを短時間で測定できるこトすると考えられる各種サイトカインなどのアレルギー反とに加え、皮膚生検や皮膚剥離などの検体採取時の影響を応が複雑にからみあっている（図 4）6，7）。ステロイド外用

ほぼ受けることなく評価できるように進歩してきている。

剤の使用は上記における炎症反応を抑制する効果的な治療

長期間のステロイド外用剤使用においては、皮膚の局所副法であることは間違いないが、長期使用や誤った乱用によ− 105 −コスメトロジー研究報告 Vol.25, 2017

図 3 長期間ステロイド外用を行った皮膚局所の天然保湿因子について解析（A-C）ラマン分光光度計を用いて図 2 C 患者における NMF、pyrrolidone carboxylic acid：Pca、Urea、water content の左右差を示す。

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図 4 アトピー性皮膚炎患者における皮膚免疫バランス
皮膚免疫応答を中心としたバリア機能異常、アレルギー性炎症、pH などのサイクル図を示す。って皮膚の菲薄と天然保湿因子が低下につながり、図 4 の667-677, 2015.

サイクルをより悪化させる可能性があることが今回の研究

4） Egawa M, Tagami H. Comparison of the depth

によってより鮮明になった。今回の研究で更に詳細な解明

profiles of water and water-binding substances inを行うことによって新たな側面で迫れたのみならず、健常

the stratum corneum determined in vivo by Raman

皮膚をもつヒトの経時的な変化についても迫っていきたい

spectroscopy between the cheek and volar forearmと考えている。

skin: effects of age, seasonal changes and artificial
forced hydration: Br J Dermatol., 158, 251-260, 2008.

（引用文献）

5） 古江増隆，佐伯秀久，古川福実，他６名：アトピー

1） Osawa R, Konno S, Akiyama M, et al. Japanesespecific filaggrin gene mutations in Japanese patients
suffering from atopic eczema and asthma: JID, 1 3 0,性皮膚炎診療ガイドライン : 日皮会誌 , 119, 1515-1534,
20096） Demerjian M, Choi EH, Man MQ et al. Activatorsof PPARs and LXR decrease the adverse effects of2834-2836, 2010.
2） Tanizaki H, Nakashima C, Shimizuhira C et al.
Performance comparison of a novel intradermal
injection system with the Mantoux technique: J

exogenous glucocorticoids on the epidermis: Exp
Dermatol., 18, 643-649, 2009.
7） Stojadinovic O, Lee B, Vouthounis C et al. Novel
genomic effects of glucocorticoids in epidermal

Dermatol Sci., 79, 310-313, 2015.
3） Amano W, Nakajima S, Kunugi H, et al. The Janus

keratinocytes: inhibition of apoptosis, interferon-gamma

kinase inhibitor JTE-052 improves skin barrier function

pathway, and wound healing along with promotion ofthrough suppressing signal transducer and activator of

terminal differentiation: J Biol Chem., 2 8 2, 4 0 2 1-4 0 3 2,transcription 3 signaling: J Allergy Clin Immunol., 136,

2007.

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