神経ペプチドおよびストレスによる皮膚バリア機能障害のメカニズム解析1

大分大学医学部皮膚科学 、獨協医科大学越谷病院皮膚科
1、2
1

片桐一元、波多野豊 、倉 橋

2

理絵子

1

Chronic stress inhibits the recovery of permeability barrier function via induction of glucocorticoids as an end-productof hypothalamic - Pituitary - Adrenal axis. In this study, we examined an effect of acute stress on the barrier function inmice. Acute stress, which was induced by transfer of mice to a new cage and keeping them with a crowded condition for 12hours, inhibited the recovery of barrier function after acute disruption by tape stripping. Chemical denervation by capsaicin
abolished the inhibitory effect of the stress. Intradermal administration of substance P, which is a candidate of stress mediatorin this system, inhibited the barrier recovery. These results suggest that acute stress inhibits the barrier recovery as well as
chronic stress via activation of peripheral nerve.

１．緒

経表皮水分喪失 (TEWL) を指標に皮膚バリア機能回復率言として評価した。TEWL は Tewameter®TM210, Courage

ストレスがアトピー性皮膚炎に悪影響を与えることをしば& Khazawa, Germany) を用いて測定した。バリア破壊はしば経験する。実験的にもストレスが炎症反応を増強し1）、TEWL 50 − 70 g/m2/h を目安に調節し、バリア破壊前、皮膚バリア機能障害を助長することなどが報告され 2, 3）、破壊直後、３時間後、６時間後の TEWL を測定した。回臨床経験を裏付けている。ストレスには、慢性ストレスと復率を以下の方法で計算し、Barrier recovery（％）とし急性ストレスがあり、慢性ストレスでは HPA axis によりて表記した：１−（バリア破壊 3 時間後もしくは６時間後誘導される glucocorticoids が最終メディエーターとして作の TEWL −バリア破壊直前の TEWL）／（バリア破壊直後４）用し、バリア機能を障害するとされている 。一方、急性の TEWL −バリア破壊直前の TEWL）。

ストレスのメディエーターとしては、末梢神経由来因子の2. 3役割が重要視されている 5, 6）。

ストレス負荷近年、我々は、Th2 サイトカインが皮膚バリア機能の回既に確立されている方法である新しいケージへの移入と復を阻害すること 7）、さらに、ヒスタミンの外用が末梢神過密飼育環境によるストレス負荷を行った 2）。通常４匹／経機能を介して、Th2 サイトカインを誘導し、皮膚バリアケージで飼育するが、新しいケージに８匹ずつ入れ、皮膚機能回復障害性に作用することを見いだしている。

バリア機能回復能の評価直前 12 時間の過密環境負荷を行

今回、我々は、急性ストレスが皮膚バリア機能に及ぼす影響と末梢神経関連因子の関与について検討し、そのメカった。対照群は 5 日前に新しいケージに移し、4 匹／ケージで飼育しているマウスを用いた。

ニズムの一部を明らかにしたので報告する。

２．実
2. 1

2. 4

験

機能的除神経ストレス負荷をかける 2 週間前にカプサイシン（50 mg/マウスkg、２日間）を皮下投与した。実験終了後に、マウス耳介６−10 週齢、雌の C57BL/6 マウス、肥満細胞欠損マウにカプサイシンを外用し、耳介腫脹の有無により除神経をス（WBB6F1-W/Wv）を用いた。

確認した。

2. 2

2. 5

皮膚バリア機能回復能の検証

５日前に剃毛した腹部皮膚に 4 − 5 回のテープストリッピングを行い、皮膚バリア機能を破壊し、その回復過程を*

Ef fect of psycholog ica l st res s a ndneuropeptides on cutaneous permeability
barrier function
1, 2

1

Th2 サイトカイン中和抗体の投与

皮膚バリア破壊 30 分前に、IL-4, IL-13 の中和抗体（各833 ng in 50 µl/site, R&D Systems）を皮内注射した。

2. 6

ストレスメディエーターの投与

ストレスメディエーターとして知られている、サブスタ

Kazumoto Katagiri* , Yutaka Hatano ,1
Rieko Kurahashi

ンス P（100 nmol/site、ペプチド研究所）と corticotropin-Department of Dermatology, Faculty ofMedicine, Oita University1
Department of Dermatology, Dokkyo
Medical University Koshigaya Hosipital2

リア破壊直後に皮内注射し、皮膚バリア機能の回復過程へ

releasing factor（CRF : 0.05 ml of 10 µM, Sigma）を皮膚バの影響を観察した。CRF の機能評価のために、Evan blue

− 100 −

神経ペプチドおよびストレスによる皮膚バリア機能障害のメカニズム解析を静脈内投与し、CRF を耳介皮内に投与し、30 分後の耳はわずかに阻害される傾向にあったが、有意な阻害効果で介皮膚への Evans blue の漏出を吸光度計で測定した。

はなかった（Fig. 2）。

３．結果

急性ストレスによる皮膚バリア機能回復障害

3. 4 ストレスメディエーターによる皮膚バリア機能回復障害

ストレス負荷により、3 時間後（Fig. 1）および 6 時間後

サブスタンス P の皮内投与により、３時間後、６時間後

3. 1の皮膚バリア機能の回復が障害された。の皮膚バリア機能回復障害が誘導され、Th2 サイトカインの中和抗体の前投与で、その効果は阻止されたが（Fig. 3）、

3. 2 機能的除神経による急性ストレスによる皮膚バリ
ア機能回復障害の阻止

CRF の投与は皮膚バリア機能回復に影響を及ぼさなかっ

機能的除神経を誘導されたマウスでは、急性ストレスに

blue の漏出実験では、CRF 投与により有意な色素の漏出よる皮膚バリア機能回復障害が観察されなかった。また、があり、CRF は機能的に作用し、肥満細胞の脱顆粒など正常マウスと比べて、皮膚バリア機能回復が促進されていを誘導し、血管透過性を亢進していることが確認された。

た（Fig. 4）。CRF の機能を評価するために行った Evans

た（Fig. 1）。

3. 3

3. 5 肥満細胞欠損マウスでのサブスタンス P による皮膚バリア機能回復への影響

Th2 サイトカイン中和抗体の影響

Th2 サイトカイン中和抗体のバリア破壊 30 分前の投与により、急性ストレスによる皮膚バリア機能回復障害作用Fig. 1 Acute stress inhibits the recovery of barrier function via
activation of peripheral nerves.
Stress was induced by transfer of mice to a new cage andkeeping them with a crowded condition for 12 h. Denervation
was achieved by systemic administration of capsaicin 14
days before barrier disruption and abolished the inhibitory
effect of the stress on barrier recovery. Data was subjected toanalysis by Student’ s t-test. *P<0.05

Fig. 3 Intradermal administration of substance P inhibited therecovery of barrier function via induction of Th2 cytokine.

肥満細胞欠損マウスではサブスタンス P による皮膚バリア機能回復阻害効果が観察されなかった。

Fig. 2 Pretreatment with neutralizing antibodies to Th2cytokine did not fully abolish the inhibitory effect of the stresson barrier recovery.

Fig. 4 Intradermal administration of corticotropin-releasing
factor (CRF) did not affect the recovery of barrier function.
NS: not significant− 101 −

コスメトロジー研究報告 Vol.19, 2011

４．考

増強させることも知られており、皮膚バリア機能回復障害

察の誘導能を考え合わせると、アトピー性皮膚炎治療の重要ストレスによる皮膚バリア機能回復障害は、マウスやラな標的分子であると思われる。

8）

ットだけでなく、ヒトでも確認されている 。その際に対象となるストレスは、慢性ストレスであり、glucocorticoids（References）の受容体 antagonist を用いた実験から、HPA axis の最終

１）Saint-Mezard P, Chavagnac C, Bosset S et al, :メディエーターである glucocorticoids が表皮細胞、脂質代

Psychological stress exerts an adjuvant effect on skin

謝に影響を及ぼし、皮膚バリア機能の回復障害を誘導する

dendritic cell functions in vivo, J. Immunol., 171, 4073-

4）と考えられている 。今回の研究では、我々の見いだした

4080, 2003.

「末梢神経を介した Th2 サイトカイン誘導による皮膚バリ２）Denda M, Tsuchiya T, Elias PM et al, : Stress alters

ア機能回復障害作用」が、ストレスによる皮膚バリア機能

cutaneous permeability barrier homeostasis, Am. J.

回復障害のメカニズムである可能性について検討した。

Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 278, R367-372,

除神経を施したマウスではストレスによる皮膚バリア機

2000.

能回復障害効果が消失したことから、急性ストレス負荷時

３）Choi EH, Brown BE, Crumrine D et al, : Mechanismsには、末梢神経由来因子により皮膚バリア機能回復障害がby which psychologic stress alters cutaneous誘導されることが明らかになった。ヒスタミン外用により

permeability barrier homeostasis and stratum corneum

末梢神経由来因子を介して誘導される Th2 サイトカイン

integrity, J. Invest. Dermatol., 124, 587-595, 2005.

がストレス負荷時の最終メディエーターであることを想定

４）Choi EH, Demerjian M, Crumrine D et al, :していたが、Th2 サイトカインの中和抗体を用いた今回のGlucocorticoid blockade reverses psychological stress-

実験結果からは、その影響は部分的なものであると思われ

induced abnormalities in epidermal structure andた。但し、今回の研究では、12 時間のストレス負荷直後

function, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.,に中和抗体を投与しており、ストレス負荷における Th2

291, R1657-1662, 2006.

サイトカインの役割を正確に検証するには、量的、時間的５）Kawana S, Liang Z, Nagano M et al, : Role ofsubstance P in stress-derived degranulation of dermal

条件を再設定する必要があるものと思われる。
一方、ストレスメディエーターの直接的影響を検討した

mast cells in mice, J. Dermatol. Sci., 42, 47-54, 2006.

ところ、サブスタンス P にはバリア機能回復障害効果があ６）Katayama M, Aoki E, Suzuki H et al, : Foot shock

るが、CRF にはその効果が無いことが明らかとなった。

stress prolongs the telogen stage of the spontaneous

サブスタンス P の効果は肥満細胞に依存し、Th2 サイトカ

hair cycle in a non-depilated mouse model, Exp.

インの中和抗体で阻止された。CRF が肥満細胞の脱顆粒

Dermatol., 16, 553-560, 2007.

を 誘 導 す る こ と が 知 ら れ て お り、Evans blue を 用 い て７）Kurahashi R, Hatano Y, and Katagiri K, : IL-4

CRF の機能を検証したところ、CRF が有効に機能していsuppresses the recovery of cutaneous permeabilityることが明らかとなった。これらは、ストレスメディエー

barrier functions in vivo, J. Invest. Dermatol., 128, 1329-

ターの種類によって肥満細胞への作用が異なることを示唆

1331, 2008.
８）Garg A, Chren MM, Sands LP et al, : Psychological

する非常に興味深い結果である。
我々が用いた 12 時間の環境変化によるストレスは、従stress perturbs epidermal permeability barrier

来、皮膚バリア機能回復障害を誘導するために用いられた

homeostasis: implications for the pathogenesis of

方法（24 時間から 14 日間）

stress-associated skin disorders, Arch. Dermatol., 137,2, 3, 9）と比較すると時間的には短いものの、拘束ストレスなどのような数時間で誘導される

53-59, 2001.

急性ストレスとは異なり、慢性ストレスの要素も含まれて

９）Denda M, Tsuchiya T, Hosoi J et al, : Immobilization-いる。しかし、逆に、慢性ストレスによる glucocorticoids

induced and crowded environment-induced stressを介した表皮細胞を標的とした影響が十分発揮されるには

delay barrier recovery in murine skin, Br. J. Dermatol.,

不十分な時間とも言える。急性ストレスでは末梢神経から138, 780-785, 1998.

サブスタンス P が放出され、hair cycle などに影響を及ぼすことが報告されているが 6）、皮膚バリア機能へ及ぼす影響は不明であった。今後は、慢性ストレスにおける皮膚バリア機能障害における末梢神経由来因子の役割などを明らかにしていく必要がある。サブスタンス P は炎症や掻痒を− 102 −