JP7764366B2 - 光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤,それを用いた美容方法,及びその方法に適用するための美容装置 - Google Patents

光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤,それを用いた美容方法,及びその方法に適用するための美容装置

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Description

本発明は,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤,それを用いた美容方法,及びその方法に適用するための美容装置に関する。
ヒト皮膚の老化現象は大きく「自然老化」と「光老化」に分けられる。光老化は露光する部位特異的に認められる現象で,皮膚特異的である。光老化では,UVなどの影響で活性酸素の産生や,細胞のDNAの損傷などが誘発され,皮膚線維組織が損傷し,しわやたるみといった表現型が現れる原因と考えられている。例えば,皮膚光老化によりコラーゲンからなる膠原線維の減少やエラスチンからなる弾性線維の変性といった現象がみられる。また,メラノサイトもダメージを受け,メラニン色素が多く作られてしまい,しみ等を引き起こす原因となる。
また,しみやくすみをはじめとする色素沈着は,表皮の基底層にあるメラノサイトで作り出されるメラニンが蓄積することにより起こる。メラニンは通常表皮や基底層に存在するが,表皮は比較的早いサイクルでターンオーバーするため,このようなメラニンは排出されやすい。一方,メラニンが基底膜の隙間から真皮に落ちこんでしまう等の理由によりメラニンが真皮層に存在する場合がある。真皮細胞のターンオーバーのサイクルは表皮に比べて非常に遅いため,このようなメラニンは排出されずに蓄積されてしまうことが多い。このような理由により,真皮の色素沈着の改善は非常に困難である。
抗光老化美容法として,例えば,特許文献1では,白血球エラスターゼの阻害を予防することによる皮膚光老化の予防又は抑制剤を開示する。特許文献2では,コラーゲン合成促進作用を有するヒユ科パフィア属の植物抽出物と動物由来コラーゲンペプチドとを含有することを特徴とする光老化抑制剤組成物を開示する。
真皮における色素沈着を改善するための美容法として,非特許文献13では,基底膜を強化することによりメラニンの真皮への落ちこみを防止することを提案する。
また,皮膚の光老化現象において炎症が一因となることも示唆されており,抗炎症剤も多く開発されている。特許文献3では,アディポネクチン発現増加とともにオートファジー活性化を誘導する化合物を含む抗老化用化粧料組成物を開示する。真皮の色素沈着を改善するにはマクロファージによる貪食作用を利用することも示唆されており,特許文献8では,真皮へ落ち込んだメラニンを取り込んだ線維芽細胞にマクロファージを誘引し貪食させることによる真皮シミ予防・改善剤を開示する。
特許第5657723号公報 特開2017-203004号公報 特開2018-177805号公報 特表2014-504629号公報 特開2015-140334号公報 特許第6178088号公報 特許第6273304号公報 特開2018-072098号公報 特許第4781842号公報 国際公開第2012/057123号
Journal of the American College of Cardiology, Vol. 62, No. 20, 2013, November 12, 2013:1890-901 Experimental & Molecular Medicine (2014) 46, e70; doi:10.1038/emm.2013.135 NATURE, VOL495, 28 MARCH 2013, pp524-530, doi:10.1038/nature11930 Journal of Investigative Dermatology, 2009 April; 129(4):1016-25. Epub 2008 Oct 9. Stem Cell Research & Therapy (2018) 9:88,https://doi.org/10.1186/s13287-018-0821-5 Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 2011 European Academy of Dermatology and Venereology,2012, 26, 1577-1580 British Journal of Dermatology, 2005, 153, pp733-739 Pigment Cell Melanoma Research, Vol. 27, Issue 3, pp502-504 Ann Dermatol Vol. 28, No. 3, pp279-289, 2016 Endocrinology, 2011. 152(10): pp3779-90 British Journal of Dermatology, 2005. 153 Suppl 2: pp37-46 Experimental Dermatology, 2011. 20(11): pp953-5 Fujifilm Research & Development (No.55-2010):pp33-37 Nat Immunol, 2014. 15(9): pp846-855 Cell Metab. 2017 Feb 7;25(2):412-427 Theranostics. 2018 Sep 9;8(17):4620-4632
本発明の課題は,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善するための剤,それを用いた美容方法,及びその方法に適用するための美容装置の提供にある。
本発明者らは,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善するための剤を鋭意探索した結果,ハクシニン抽出物がマクロファージのM1/M2バランスを調節し,それによって光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する効果を発揮することを見出した。かかる発見に基づき,本発明を開発するに至った。すなわち,本発明は,以下の態様を含む。
[1] ハクシニン抽出物を有効成分として含む,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤。
[2] M1/M2バランスを調整することにより光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する,項目1に記載の剤。
[3] M1/M2バランスを調整することは,M1に対するM2の比率を上昇させることである,項目2に記載の剤。
[4] 対象の光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善するための美容方法であって,
(a)対象の皮膚に,項目1~3のいずれか一項に記載の剤を適用する工程,
を含む,美容方法。
[5] 前記美容方法は,さらに,前記皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程を含み,ここで前記物理刺激を適用する工程は,例えば,
(b-1)前記対象の皮膚を0.1%以上50.0%以下の伸展率まで伸展することであって,ここで,伸展率は,
(式中,定点AおよびBは,表皮または表皮が接着しているマトリックス上の任意の位置であり,ここで定点AとBを通る直線が伸展方向と平行である)
で算出される;及び
(c-1)前記対象の皮膚を伸展状態から回復すること;
並びに/又は,
(b-2)前記対象の皮膚を,1μm~1000μm押圧すること;及び
(c-2)前記対象の皮膚を押圧状態から回復すること;
を含み,ここで前記(b-1)及び(c-1)並びに/又は前記(b-2)及び(c-2)のサイクルが60Hz以下の振動数で実施される,
を含む,項目4に記載の美容方法。
[6] 項目5に記載の美容方法に適用するための美容装置であって,
前記装置は,
物理刺激を生ずる刺激発生部と,
刺激発生部で発生した物理刺激を皮膚に付与する刺激付与部とを備え,
ここで,当該装置は,皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程を行うための装置であり,ここで当該工程は,例えば,
(i-1)前記皮膚を0.1%以上50.0%以下の伸展率まで伸展すること;及び
(ii-1)前記皮膚を伸展状態から回復すること;
並びに/又は,
(i-2)前記皮膚を1μm~1000μm押圧すること;及び
(ii-2)前記皮膚を押圧状態から回復すること;を含むサイクルを60Hz以下の振動数で行うことであり,
ここで,伸展率は,上記式1により算出される,
前記美容装置。
本発明を適用することにより,それによってマクロファージのM1/M2バランスを調節し,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善することができる。
図1aは,実験1で使用したマクロファージのマーカーの種類,並びに被験者の年齢,スキンタイプ,及び性別を示す。 図1bは,若齢者及び高齢者の皮膚組織における,マクロファージ(CD11b:赤)及びM1マクロファージ(CD86:緑)を示す顕微鏡写真である。 図1cは,若齢者及び高齢者の皮膚組織における,マクロファージ(CD11b:赤)及びM2マクロファージ(CD206:緑)を示す顕微鏡写真である。 図1dは,若齢者及び高齢者の皮膚組織における,M1,M2マクロファージ数及び全マクロファージの総数を示すグラフである(cells/mm2)。 図1e左図は,若齢者及び高齢者の皮膚組織における,M1マクロファージ(CD86:赤)又はM2マクロファージ(CD206:赤)及びプロコラーゲン(緑)の共染色を示す顕微鏡写真である。左図の4つの各パネル内に存在する長方形は,特徴的な部位を拡大したものである。図1e右図は,M1,M2,線維芽細胞,コラーゲン産生/破壊の関係を模式化した図である。 図2aは,実験2の方法の概略を示す。 図2bは,実験2により誘導されたM0,M1及びM2マクロファージの顕微鏡写真である。 図2cの上図は,実験2により誘導されたM0,M1及びM2マクロファージが産出するサイトカイン(IL-1beta,TNF-alpha,IL-10)の遺伝子発現量を示すグラフである。図2cの下図は,M1及びM2マクロファージの細胞表面マーカー(M1:CD86,M2:CD206)のmRNAの発現量を示すグラフである。GAPDHのmRNA発現量で補正し,M0の場合を100%とした相対値(%)として示す。 図3aは,実験3の方法の概略を示す。 図3bは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞におけるプロコラーゲン量(μg/well)を示す。 図3cは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞におけるコラーゲン(赤)及びヒアルロン酸(緑)を示す顕微鏡写真である。 図3dは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞におけるβ-ガラクトシダーゼ(β-Gal)を示す顕微鏡写真である。 図3eは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞における,老化関連β-ガラクトシダーゼ(SA β-Gal)アッセイの結果(左図:DAPI陽性細胞の総数に対するSA β-gal陽性細胞の割合(%)),及びウェルあたりのDAPI陽性細胞の総数(右図)を示すグラフである。 図3fは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞における,各メラノジェネシス亢進因子(HGF,ET1,bFGF,IL-1alpha,SCF)並びにメラノジェネシス抑制因子(clusterin,DKK1)のmRNA発現量を示すグラフである。 図4aは,実験4に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した若齢及び老齢線維芽細胞におけるβ-Galを示す顕微鏡写真である。 図4bは,実験4に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した若齢(上)及び老齢線維芽細胞(下)における,SA β-Galアッセイの結果(DAPI陽性細胞の総数に対するSA β-gal陽性細胞の割合(%))及びウェルあたりのDAPI陽性細胞の総数を示すグラフである。 図4cは,実験4に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した若齢及び老齢線維芽細胞におけるプロコラーゲン量(μg/well)を示す。 図4dは,実験3に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した若齢及び老齢線維芽細胞におけるコラーゲン(赤)及びDAPIにより染色した核(青)を示す顕微鏡写真である。 図5は,実験5に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した新生児包皮由来線維芽細胞における,I型コラーゲン(赤)及びマクロファージ(CD68:緑)を示す顕微鏡写真である。左上の写真はマクロファージの上清を添加せず培養した線維芽細胞を示す。 図6は,実験6に従い作成した3Dモデルにおけるマクロファージ(CD68:赤)およびM1マクロファージ(CD86:緑)又はM2マクロファージ(CD206:緑)を示す顕微鏡写真である。三角で示す部分は,CD68およびCD86,又はCD68およびCD206が二重染色されている部分を示す。 図7は,実験6に従い作成した3Dモデルにおけるp21(赤)及びDAPIにより染色した核(青)を示す顕微鏡写真である。 図8は,実験6に従い作成した3Dモデルの各層(左:上層=表皮細胞層,右:下層=線維芽細胞層)における全細胞数に対するp21陽性細胞数の割合(%)を示すグラフである。 図9は,実験7に従いソーラーシュミレーターを照射したex vivo皮膚モデルにおけるマクロファージ全体,M1及びM2マクロファージの数を示すグラフである。照射を行わない場合の各マクロファージの細胞数を100%とし(左側のバー:照射(-)),それに対する照射を行った各マクロファージの細胞数の相対値(%)を右側のバー(照射(+))に示す。 図10は,実験8で行った伸展刺激の設定を示す。 図11は,実験8で使用した装置および皮膚試料を示す。 図12は,実験8に従いex vivo皮膚モデルに伸展刺激を与えた場合(stretch)と与えない場合(control)における,M1,M2マクロファージ数及び全マクロファージの総数の比較を示す。左図は,皮膚試料1mm2あたりのマクロファージ数(cells/1mm2)を示すグラフである。右図は,全マクロファージの総数に対する各マクロファージ(M1,M2)の割合(%)を示すグラフである。 図13は,本発明の装置の一例を示す。 図14aは,実験9に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞における各コラーゲン分解酵素(MMP-1,MMP-2)および炎症性サイトカイン(IL-1β)のmRNA発現量を,M1での結果を100%としたとき相対値(%)で示すグラフである。 図14bは,実験9に従いM1及びM2マクロファージの上清を添加した線維芽細胞における各コラーゲン産生・成熟化因子(COL1A1,COL1A2,HSP47,およびADAMTS-2)のmRNA発現量を,M1での結果を100%としたとき相対値(%)で示すグラフである。 図15aは,実験10におけるサンプルを取得した各被験者の年齢を若齢者及び高齢者群ごとに示す。 図15bは,実験10における若齢者及び高齢者の皮膚組織(基底膜直下から50μm)における,M1,M2マクロファージ数を示すグラフである(cells/mm2)。 図15cは,実験10における若齢者及び高齢者の皮膚組織(基底膜直下から200μm)における,M1,M2マクロファージ数を示すグラフである(cells/mm2)。 図15dは,実験10における若齢者及び高齢者の皮膚組織における3/4コラーゲン陽性を示すCD68陰性細胞,M1,M2マクロファージ数を示すグラフである(cells/mm2)。 図16aは,実験11において,メラニン添加から24時間後の線維芽細胞,M1マクロファージ,およびM2マクロファージの様子を示す。メラニンを貪食している細胞は右図で示すような円状の形態をとる。 図16bは,実験11において,メラニン添加から24時間後の線維芽細胞,M1マクロファージ,M2マクロファージが取り込んだ細胞あたりのメラニン量(melanin/almar blue)を示す。 図16cは,実験11において,メラニン添加から5日後のM1マクロファージとM2マクロファージの様子を示す。 図17上は,実験12に従いカウントした真皮層におけるメラニン貪食M1マクロファージとM2マクロファージの数を各年齢ごとに示すグラフである。図17下は,メラニン貪食M1マクロファージとM2マクロファージの数を全被験者における平均として示す。 図18は,実験13で行ったスクリーニングの結果を示す。バーはそれぞれ各濃度のハクシニン抽出物(0.3ppm,1.0ppm,3.0ppm)を添加した場合のM1とM2の各マーカーの発現量(マーカー/GAPDH値)を,対照(ハクシニン加水分解無:control)を100%としたとき相対値(%)で示すグラフである。 図19aは,実験14において,加水分解をしていないハクシニン(control)3ppm又はハクシニン加水分解物を1.0ppm,3.0ppm添加した未成熟(M0)の状態のTHP-1細胞にメラニン添加をしてから30分後の様子を示す。 図19bは,図19aの拡大図である。黒矢印はメラニンを取り込んでいるマクロファージを示す。 図20は,実験15において、M0マクロファージ,M1マクロファージ及びM2マクロファージの細胞内活性について、フラックスアナライザーを用いて解析した、(A)酸素消費速度(OCR)、(B)細胞外酸性化速度(ECAR)及び、(C)OCR/ECARの結果を示す。 図21は,実験16において、ハクシニン抽出物を添加した場合のM0マクロファージの添加48時間後の細胞内活性への影響をフラックスアナライザーを用いて解析した結果を示す。(A)正規化したOCR、(B)Basal OCR(A計測3点目のOCRの値)。 図22は,実験16において、ハクシニン抽出物を添加した場合のM0マクロファージの添加48時間後の細胞内活性への影響をフラックスアナライザーを用いて解析した結果を示す。(A)正規化したOCR、(B)ミトコンドリア呼吸のOCR(A計測3点目と12点目の差の値)。 図23は,実験17において、ハクシニン抽出物に含まれる代表的な不飽和脂肪酸単独によるM0マクロファージの添加48時間後の細胞内活性への影響をフラックスアナライザーを用いて解析した結果を示す。(A)Basal OCR、(B)ミトコンドリア呼吸のOCR。 図24は,実験18において、ハクシニン抽出物に含まれる各成分によるM0マクロファージの添加24時間後の細胞内活性への影響をフラックスアナライザーを用いて解析した結果を示す。(A)Basal OCR、(B)ミトコンドリア呼吸のOCR。 図25は,実験19の方法の概略を示す。 図26は,実験19において、ハクシニン抽出物、又はハクシニン抽出物に含まれる各成分によるM1マクロファージ分化時の細胞内活性への影響をフラックスアナライザーを用いて解析した結果を示す。(A)Basal OCR、(B)ミトコンドリア呼吸のOCR、(C)OCR/ECAR。 図27は,M1,M2マクロファージ上清に含まれるSDF-1αの発現量を示す。(A)実験20の実験の概要、(B)M1マクロファージ又はM2マクロファージの培養上清におけるSDF-1αの量。 図28は,実験21において、M1又はM2マクロファージ上清を添加して培養した皮膚線維芽細胞のSDF-1αの発現への影響を示す。(A)実験21の実験の概要、(B)M1マクロファージ又はM2マクロファージの培養上清を加えて培養した添加3日後における線維芽細胞のSDF-1αの量。
マクロファージは,体内の様々な組織に局在し,異物や病原体に対する免疫応答を惹起する細胞であり,炎症にも関与することが知られている。マクロファージは,未分化状態のM0マクロファージ(以下M0とする略記することがある)からM1タイプとM2タイプに分化する。M1マクロファージ(以下M1と略記することがある)は炎症型として,M2マクロファージ(以下M2とする略記することがある)はリペア型(抗炎症型)として知られている。M1マクロファージとM2マクロファージのバランスの不均衡は,肥満,2型糖尿病,動脈硬化といった疾患と関連することが報告されている(特許文献4~6,非特許文献1~5)。しかしながら,皮膚光老化や色素沈着とM1/M2バランスとの関係については不明であった。
本発明者らは,光のあたった皮膚や色素沈着が起こる部位では特異的にこれらM1マクロファージとM2マクロファージのバランス(M1/M2バランス)が乱れることを発見し,M1/M2バランスを調整することが,真皮における光老化や色素沈着の予防・改善においてとりわけ重要であることを発見した。そこで,本発明者らは,M1/M2バランスを指標とし,光老化及び/又は真皮色素沈着の予防・改善し得る物質を探索したところ,ハクシニンがM1/M2バランスを調整することを見出し,これによって皮膚,特に真皮における光老化及び/又色素沈着を予防・改善し得る本発明を開発するに至った。ハクシニンには,線維芽細胞に作用して線維芽細胞を増殖させたり,コラーゲンやヒアルロン酸の産生を促進させる効果や,メラニン生成を抑制する効果があることが報告されている(特許文献9及び10)。しかしながら,ハクシニンが,M1/M2バランスを調整/改善作用を有することは,本発明者らによって今回初めて見出された。
また,本発明者らは,特定の物理刺激を対象の皮膚に与えることによってもM1/M2バランスを調整し得ることも見出した。より具体的には,光老化した皮膚や色素沈着が起こっている皮膚であっても,特定の伸展率で,例えば1Hz以下,10Hz以下といった60Hz以下の振動数で行う微弱な物理刺激を与えると,M1/M2バランスが調整/改善されることがわかった。
よって,本発明は,M1/M2バランスを調整することにより光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤,それを用いた美容方法,及びその方法に適用するための美容装置を提供する。本発明の方法は,美容を目的とする方法であり,医師や医療従事者による治療ではない場合がある。
本明細書において,色素沈着は,真皮および表皮における色素の沈着を指し,例えば,光老化によるメラニン等の色素沈着の他,人為的に注入された色素(例えば,入れ墨やタトゥー)も含まれる。本発明は,真皮および表皮のいずれにも有効であるが,とりわけ,メラノファージによる貪食以外に改善方法が限られているという意味で真皮の色素沈着に対する対策として大きく期待される。本発明の適用により,色素沈着によるしみ,くすみ,くま等が改善され。また,真皮層に色素を注入するため一旦色素を入れてしまうと消すのが困難である入れ墨やタトゥーなどの色消しにも有効である。
M1マクロファージは,CD86,CD80,iNOS等のマーカーで測定できる。M2マクロファージは,CD206,CD163,Agr1,等のマーカーで測定できる。M1とM2を含むマクロファージ全体のマーカーとしては,CD11b,CD68などが挙げられる。追加的又は代替的に,IL-1beta,TNF-alphaといったM1特異的なサイトカインやIL-10といったM2特異的なサイトカインを定量することによって測定してもよい。しかしながら,M1/M2バランスを測定可能なマーカーであれば,上記マーカーに限定されない。
本明細書において,M1/M2バランスとは,M1マクロファージの数とM2マクロファージの数の比率を指すものであってもよく,M1マクロファージのマーカー(例えば,CD86,CD80,iNOS等)のmRNA量とM2マクロファージのマーカー(例えば,CD206,CD163,Agr1等)のmRNA量の比率を指すものであってもよい。光老化状態の皮膚ではM1の比率が高くM2の比率が低くなり,またメラニン貪食作用が高いのはM2であることから,M1/M2バランスの調整/改善は,M1に対するM2の比率(M2の数/M1の数,及び/又はM2マーカーのmRNA量/M1マーカーのmRNA量)を上昇させることであってもよい。上昇は,例えば,有意水準を5%とした統計学的有意差(例えばスチューデントのt検定)を有する上昇であってもよく,及び/又は,例えば1%以上,5%以上,10%以上,20%以上,30%以上,40%以上,50%以上,60%以上,70%以上,80%以上,90%以上,100%以上の上昇であってもよい。あるいは,M1/M2バランスの調整/改善は,M1に対するM2の比率(M2の数/M1の数,及び/又はM2マーカーのmRNA量/M1マーカーのmRNA量)を一定の範囲内,例えば,約4/6~約9/1,約5/5~約8/2,約5/5~約7/3等にすることであってもよく,上記範囲に近づけることであってもよく,上記範囲内に維持することであってもよく,上記範囲を中心に恒常性を保つことであってもよい。
本明細書において,M1/M2バランスとは,M1マクロファージの細胞内活性とM2マクロファージの細胞内活性のバランスを指すものであってもよく,例えば、M1マクロファージが主に使う細胞内活性(例えば、解凍系の状態)の指標及び/又は、M2マクロファージが主に使う細胞内活性(例えば、好気呼吸(ミトコンドリア呼吸)の状態)の指標を用いて表されるものであってもよい。細胞内活性は、例えば、細胞の酸素消費速度(OCR値)、細胞外酸性化速度(ECAR値)、又はOCR/ECAR値を測定することによって評価することができる。本明細書において、「M1に対するM2の比率を上昇させる」とは、M2マクロファージが主に使う細胞内ミトコンドリア活性が上昇することを指すものであってもよく、例えば、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団において好気呼吸(ミトコンドリア呼吸)が上昇する(例えば、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団において好気呼吸(ミトコンドリア呼吸)が優位になる)、及び/又は、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団において嫌気呼吸である解糖系の活性が低下することを指すものであってもよく、例えば、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団においてOCR値が上昇する、及び/又は、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団においてECAR値が低下する、及び/又は、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団においてOCR/ECAR値が上昇することを意味するものであってもよい。細胞内活性は、例えば、Agilent Technologies(旧Seahorse Bioscience)社製の細胞外フラックスアナライザーXFe24(24well用)を用いることによって細胞の主要なエネルギー代謝経路である解糖系、及びミトコンドリアによる好気呼吸の状態を、細胞に対して無侵襲・高感度に経時的計測を行うことができるが、当該装置は例示であり、細胞内活性の測定には任意の装置、方法を用いて評価することができるため、当該装置の利用に限定されない。
光老化状態の皮膚ではM1の比率が高くM2の比率が低くなり,またメラニン貪食作用が高いのはM2であることから,M1/M2バランスの調整/改善は,M1に対するM2の細胞内活性の比率、例えば、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団におけるOCR値を上昇させる、及び/又は、M1マクロファージ及びM2マクロファージを含む集団におけるECAR値を低下させることであってもよい。本明細書において、「上昇又は低下」とは,例えば,有意水準を5%とした統計学的有意差(例えばスチューデントのt検定)を有する上昇又は低下であってもよく,及び/又は,例えば1%以上,5%以上,10%以上,20%以上,30%以上,40%以上,50%以上,60%以上,70%以上,80%以上,90%以上,100%以上の上昇又は低下であってもよい。
ハクシニン(柏子仁,ハクシジン)は,ヒノキ科(Cupressaceae)のコノテガシワ(Platycladus orientalis Franco, Thuja orientalis L., Biota orientalis Endl.)の種子を乾燥させた生薬である。本発明に用いられるハクシニンとしては,種仁(胚乳部分)を使用することが好ましいが,種子全体にも有効成分が含まれているので,種子全体を使用することもできる。ハクシニンは,常法により製造してもよく市販品を用いることもできる。
本発明に用いられ得るハクシニン抽出物を調製する方法は,公知の方法(例えば,特許文献9及び10)を参考に製造することができるが,これらに限定される訳ではない。例えば,本発明に用いられ得るハクシニン抽出物の調製方法としては,植物の種子を抽出して得られた植物抽出物にアルカリ処理を施す方法(以下,第1の方法と称する。),および植物の種子を粉砕し,温度10~35℃,相対湿度 20~90%で1週間以上熟成した後に抽出する方法(以下,第2の方法と称する。)がある。
上記第1の方法および第2の方法に用いられる抽出溶媒は,通常抽出に用いられる揮発性溶媒であれば何でもよく,特にメタノール,エタノール等のアルコール類,含水アルコール類,アセトン,酢酸エチルエステル,ヘキサン,エーテル等の極性・非極性有機溶媒を単独あるいは組み合わせて用いることができるが,アセトン,酢酸エチル,ヘキサンは低価格であり,減圧濃縮が容易な点で特に好ましい。その他,超臨界炭酸ガスによる抽出を用いることもできる。これに対し,水を多量に含む抽出溶媒は,活性成分の抽出が抑制されるので好ましくない。
抽出にあたっては,種子の質量に対し,1~100倍,好ましくは1~30倍程度の質量の溶媒で一定期間抽出を行う。用いる種子は必要に応じて適度に粉砕することも可能であるが,ろ過時に目詰まりが問題となる場合等では未粉砕のまま用いても良い。また,少量の溶媒で繰り返し抽出することも可能であり,ソックスレーのような還流装置を用いても良い。超臨界炭酸ガスで抽出する場合は40℃付近で20~40MPaの一般的な条件にて抽出できる。
第1の方法においては,これらの抽出物から抽出溶媒を除去した後,アルカリ処理することにより,抽出物を加水分解する。アルカリ処理は溶媒除去後の抽出物に対し,0.2~2倍容量の濃アルカリ水溶液を添加した後,充分撹拌混合し,30分~数日程度熟成をおこなう。混合の際の温度としては,室温~70℃の範囲が好ましく,30~60℃の範囲がさらに好ましい。熟成時には成分親水性成分と親油性成分が分離しないように,適宜撹拌を行うことが望ましい。濃アルカリ水溶液としては,1~10Nの濃度のNaOH,KOHなどからなる水溶液が挙げられる。
上述のようにアルカリ処理して加水分解した抽出物をさらに酸で中性付近まで中和すると油状物質が分離してくる。この油状物質はきわめて高い抗真皮色素沈着作用を奏しながらも,肌に対して高い安全性を示す。油状物質回収促進のために,アルコール,アセトン類などをアルカリ処理後に適宜加えても良く,さらにその後必要に応じて脱色,脱臭,脱塩,蒸留などの操作を加えても良い。
ハクシニン抽出物を調製する第2の方法によれば,抽出の前段階で種子を適度に粉砕あるいは圧ぺんし,そのまま室温付近で一定期間熟成する。熟成期間については,目的とする効果が得られる範囲であれば特に問わないが,熟成期間が一週間以内と短いと十分な美白効果を得ることが難しく,反対に数年にも及ぶと腐敗や酸化変臭の問題が起こり,好ましくない。また熟成中には必要に応じて,酸化防止剤添加や窒素置換等を行うことにより,変臭を抑制することも可能である。
このように熟成した種子より,前述した抽出溶媒・抽出法を用いて抽出を行う。抽出後は必要に応じて,溶媒除去・脱色・脱臭・蒸留等の操作を行う。このような特定の種子を粉砕して熟成した後に抽出することにより得られた抽出物は,前述のアルカリ処理した抽出物と同様に抗真皮色素沈着作用を奏しながらも,肌に対して高い安全性を示す。
本発明においては,上に示したような植物の種子より第1の方法または第2の方法で調製した抽出物よりなる安全で抗真皮色素沈着効果の優れた植物性の,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤を提供することができ,さらには本剤を配合した皮膚外用剤を提供できる。
本発明の剤は,任意の物質,例えば,特許文献4~7等に記載の物質といったM1/M2バランス調整/改善することが知られている公知の物質と組合せて使用してもよい。その投与経路も例えば,経皮投与,経口投与,皮下投与,経粘膜投与,筋肉内投与等任意に選択できるが,真皮の色素沈着を予防及び/又は改善するために皮膚の特定箇所に投与できる経皮投与が好ましい場合もある。また,表皮や真皮に起こる色素沈着は,皮膚から表皮や真皮に到達できるよう経皮投与が好ましい場合もある。また,M1/M2バランスの調整/改善は,例えば,M2マクロファージに分化誘導することであってもよく,その他任意のM1/M2バランス調整/改善法によるものであってもよい。
例えば,本発明に用いられ得る剤又は組成物は,M1/M2バランスを調整/改善し,その結果,光老化及び/又は真皮色素沈着を抑制する。本発明のM1/M2バランス調整/改善剤,抗光老化剤,色素沈着抑制剤,抗真皮色素沈着剤(以降これらを総称して「本発明の剤」という場合がある。)は,上記の有効成分の何れか1種を単独で含有してもよく,2種類以上を任意の組み合わせ及び比率で含有してもよい。
本発明の剤は,上記の有効成分を,1種又は2種以上の他の成分,例えば賦形剤,担体及び/又は希釈剤等と組み合わせた組成物とすることもできる。組成物の組成や形態は任意であり,有効成分や用途等の条件に応じて適切に選択すればよい。当該組成物は,その剤形に応じ,賦形剤,担体及び/又は希釈剤等及び他の成分と適宜組み合わせた処方で,常法を用いて製造することができる。
本発明の剤は,化粧品等に配合してヒト及び動物に使用し,或いは医薬製剤としてヒト及び動物に投与することができる。また,各種の飲食品,飼料に配合してヒト及び動物に摂取させてもよい。
本発明を化粧品,医薬品,医薬部外品等の皮膚外用剤に適用する場合,植物体又はその抽出物の配合量(乾燥質量)は,それらの種類,目的,形態,利用方法などに応じて,適宜決めることができる。例えば,化粧料全量中に,ハクシニンを0.00001%~50%(抽出物又は生薬の場合,乾燥質量換算)配合できる。
上記成分に加えて,さらに必要により,本発明の効果を損なわない範囲内で,通常化粧品,医薬品,医薬部外品等の皮膚外用剤に用いられる成分,例えば酸化防止剤,油分,紫外線防御剤,界面活性剤,増粘剤,アルコール類,粉末成分,色材,水性成分,水,各種皮膚栄養剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
本発明の皮膚外用剤は,外皮に適用される化粧料,医薬部外品等,特に好適には化粧料として適用可能であり,その剤型も皮膚に適用できるものであれば限定されず,溶液系,可溶化系,乳化系,粉末分散系,水-油二層系,水-油-粉末三層系,軟膏,化粧水,ゲル,エアゾール等,任意の剤型が適用される。
本発明の剤を化粧品として用いる場合は,化粧水,乳液,ファンデーション,口紅,リップクリーム,クレンジングクリーム,マッサージクリーム,パック,ハンドクリーム,ハンドパウダー,ボディシャンプー,ボディローション,ボディクリーム,浴用化粧品等の形態として用いてもよい。
しかしながら,本発明の剤および組成物の採り得る形態は,上述の剤型や形態に限定されるものではない。また,本発明の剤又は組成物は,本発明の装置又は方法あるいはその他の装置又は方法等と併用してもよい。
本発明の方法,装置,剤及び組成物を適用する対象は,皮膚光老化及び/又は色素沈着(例えば,真皮色素沈着)が客観的又は主観的に認められる対象であっても,色素沈着を予防したいと希望する対象であってもよい。例えば,M1/M2バランスが崩れていると判断された対象であってもよい。1実施形態では,皮膚におけるM1/M2バランスを指標として色素沈着度(例えば,真皮色素沈着度)が高いと判断された対象であってもよい。あるいは,皮膚の光老化に特異的な表現型,例えば,しみ,しわ,たるみ等が気になる対象であってもよいし,表皮や色素沈着,例えば,しみ,くすみ,アザ,入れ墨の跡等が気になる対象であってもよい。しみ,しわ,たるみ,くすみ,アザ,入れ墨の跡等は,視感判定や公知の指標を用いることにより決定することができる。
一実施態様において,本発明は,対象の光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善するための美容方法であって,
(a)対象の皮膚に,ハクシニン抽出物を有効成分として含む,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤を適用する工程,を含む,美容方法を提供する。
一実施態様における本発明の美容方法は,上記工程(a)に加え,さらに,皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程,例えば,伸展刺激,押下刺激,又はマッサージ等の微弱な物理刺激を皮膚に与えることによって達成されてもよい。例えば,皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程は,(b-1)皮膚を0.1%以上50.0%以下の伸展率まで伸展すること;及び(c-1)伸展状態から回復すること;を含むサイクルを60Hz以下の振動数で行うことであってもよい。
伸展率は,上記式1により算出される。物理刺激は,0.001%以上80.0以下,0.01%以上60.0%以下,0.1%以上50.0%以下,好ましくは,0.1%以上50.0%以下の伸展率で行ってもよい。例えば,0.1%以上1.0%以下,0.1%以上5.0%以下,0.1%以上10.0%以下,0.1%以上20.0%以下,0.1%以上30.0%以下,1.0%以上5.0%以下,1.0%以上10.0%以下,1.0%以上20.0%以下,1.0%以上30.0%以下,1.0%以上50.0%以下,10.0%以上20.0%以下,10.0%以上30.0%以下,等任意の範囲の伸展率が採用できる。
伸展速度は,1サイクル中で最大伸展率(%)に達するまでの速度(%/s)を指す。回復速度は,最大伸展率から非伸展状態に戻る速度(%/s)を指す。伸展速度・回復速度は,0.010%/s~40%/s,0.05%/s~30%/s,0.10%/s~20%/s,0.2%/s~15%/s,0.3%/s~10%/sなど任意の速度で行ってもよい。伸展速度と回復速度は同じでも異なっていてもよい。
例えば,皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程は,(b-2)前記対象の皮膚を1μm~1000μm押圧すること;及び(c-2)前記対象の皮膚を押圧状態から回復させること;を含むサイクルを60Hz以下の振動数で行うことであってもよい。
「皮膚を1μm~1000μm押圧する」とは,皮膚の最表面から1μm~1000μmの深度まで皮膚を押圧することを指す。押圧の深度は,皮膚の最表面から1μm~1000μm,10μm~1000μm,10μm~300μm,10μm~100μm等任意に設定可能である。
振動数は,伸展又は押圧開始から非伸展又は非押圧状態まで回復するサイクルを1サイクルとした場合の1秒あたりのサイクル数を指す。1サイクルには,一定の時間,伸展又は押圧状態を維持すること及び/又は非伸展又は非押圧状態で休止することを含めてもよい。例えば,1サイクル中に,(b-1)の後かつ(c-1)の前に,あるいは(b-2)の後かつ(c-2)の前に,0秒~30分間,1秒~20分間,5秒~10分間,又は10秒~5分間伸展又は押圧状態を保持すること;及び/又は(c-1)の後かつ次のサイクルの(b-1)の前に,あるいは(b-2)の後かつ(c-2)の前に,0秒~30秒間,0秒~20秒間,0秒~10秒間,1秒~10秒間,1秒~20秒間,1秒~10秒間非伸展又は非押圧状態で休止すること,を更に含んでもよい。振動数は,例えば,0.0000001Hz以上10kHz以下,0.000001Hz以上1kHz以下,0.00001Hz以上100Hz以下,好ましくは,0.0001Hz以上60Hz以下,0.0001Hz以上10Hz以下であってもよい。例えば,0.001Hz以上60Hz以下,0.01Hz以上60Hz以下,0.001Hz以上10Hz以下,0.01Hz以上10Hz以下,0.1Hz以上60Hz以下,0.1Hz以上10Hz以下,0.5Hz以上60Hz以下,0.5Hz以上50Hz以下,0.5Hz以上10Hz以下,0.5Hz以上5Hz以下,0.5Hz以上1Hz以下,0.001Hz以上0.01Hz以下,0.001Hz以上0.1Hz以下,0.001Hz以上1Hz以下,0.01Hz以上1Hz以下,0.1Hz以上1Hz以下,1Hz以上60Hz以下,1Hz以上10Hz以下,1Hz以上5Hz以下,等任意の範囲の振動数が採用できる。
市販の美顔器,マッサージ機器等には,RF波といった0.3~300MHz程度の周波数を有する電磁波を用いるものや,1MHzから7MHz程度の周波数を有する超音波を用いるものなどがある。これらの周波数/振動数と比べ,本発明の方法/装置が採用する振動数は極めて低い。従来の美顔器等のように皮膚に強い振動数を与えると皮膚に赤み,圧力痕,傷,痛み,炎症といった悪影響を与えるリスクがあるが,本発明のような振動数を採用すると上述のリスクが低く非侵襲的な物理刺激が可能になる。本発明者らにより,伸展率および振動数が高すぎると刺激が強すぎるため,これらの値を適正値に調節することにより皮膚を優しく刺激するほうが好ましいことが発見されたためである。
また,従来,当該分野において一般的に利用されているモーター等の機構を利用する美容機器類ではそのモーターの機械的機構から60Hzを超える振動数しか選択できないことが当業者の技術常識であった。従来技術における美容機器類の限界である「60Hz」以下の振動数,例えば,60Hz以下,10Hz以下,1Hz以下といった本発明のような振動数を採用するには,特別な機械を作成する必要性が求められていた。更には,このような低い振動数では,本発明の効果を奏するには「弱すぎる」という固定概念もあり,これまで検討がほとんどされていなかった。しかしながら,本発明者らは,従来の技術常識から考えると非常に低い振動数を用いて実際に皮膚に物理刺激を与えてみたところ,驚くべきことに,このような低い振動数の優しい刺激でも良好な効果が奏された。
EMS機器等では低中周波の装置も市販されているものの,これらは特に筋肉や皮下脂肪等の深い層で作用させるように設計されており,本願発明のような皮膚表層に対する影響は不明である。また,このような装置は周波数が低くても電流を流す際にビリビリとした刺激を伴うこともあり,皮膚に優しい刺激を与える本願発明とは異なる。一方,本発明は,超音波や電流,磁場といったエネルギーを加えず,直接皮膚に伸展刺激を与えるという簡便な方法による美容法が可能である。更に,このような振動数を有する伸展刺激は,優しい刺激でありながら,実施例に記載のようにM1/M2バランスの調整/改善作用を奏する。よって,本発明の方法/装置を使用すると,皮膚に悪影響を与えず,光老化及び/又は真皮色素沈着の予防及び/又は改善効果が期待される。
物理刺激は,美顔器などの器具,実験的な装置,ヒトの手や器具を用いたマッサージ,顔面のエクササイズによるものであってもよく,接触又は非接触により達成されるものであってもよい。一態様では,物理刺激を生ずる刺激発生部と,物理刺激を接触又は非接触により付与する刺激付与部を備えた機器を用いて,皮膚に対して機械的に発生された物理刺激を付与することができる。物理刺激は,例えば,皮膚を引張,押圧,叩く,揉む,吸引するといった接触によって達成されてもよく,及び/又は,例えば,超音波や空気圧または水圧のようなもので皮膚に衝撃波をあたえることで変位させるといった非接触により達成されてもよい。顔面のエクササイズとしては,頬を膨らませることや,目を見開くことなどが行うことができる。マッサージとしては,施術を受ける対象自身又は美容部員などの施術者による手やローラー等の器具を用いたマッサージが挙げられる。しかしながら,本発明の物理刺激の範囲内であれば限定されない。
本発明に用いられ得る装置として,例えば,使用者の皮膚に接触し本発明の微弱な物理刺激を付与する皮膚接触部を備える美容装置が挙げられる。例えば,把持部及び皮膚伸展部又は皮膚押圧部から構成されるものであってもよい。例えば,図13左に記載の装置は,皮膚接触部が皮膚に触れることにより,皮膚を特定の振動数および伸展率にて伸展するように設計されている。
また,例えば,本発明の装置は,電源と,刺激発生部と,皮膚刺激部を備え,電源は電気信号を発生し,刺激発生部は,電源からの電気信号を物理的な刺激に変換して物理刺激を発生し,皮膚刺激部は,刺激発生部で発生された物理刺激を受け取り使用者の皮膚に物理刺激を与えるものであってもよい。
例えば,図13左に示す装置は,把持部と,電源と,物理的な刺激を制御する制御部と,刺激発生部と,皮膚刺激部と皮膚固定部を含む皮膚接触部とを備える。使用者が把持部を持って皮膚接触部を皮膚に当て,皮膚固定部により皮膚を固定するようにし,制御部を操作することにより電源からの電気的な信号が刺激発生部により物理的な刺激に変換され,物理刺激が皮膚刺激部に伝わり,皮膚が皮膚固定部に固定されつつ皮膚刺激部により特定の振動数および伸展率にて伸展されるように設計されている。例えば,刺激発生部はモーターなどにより駆動され電気信号を物理刺激に変換するものであってもよい。また,図13左に記載の皮膚刺激部は,皮膚に伸展刺激を与えるものであるが,例えば,皮膚に押圧刺激を与えるものであってもよい。
あるいは,本発明の装置は,電源と,物理的な刺激を制御する制御部と,刺激発生部と,シート状の材料からなる皮膚接触面を含む皮膚接触部とを備える美容装置であってもよい。例として,図13右にこのような美容装置の皮膚接触部を示す。シート状の材料は,電流を流すことが可能で,電源からの電気的な信号を物理的な刺激に変換するものであってもよい。そのようなシート状の材料としては,Dielectric Elastomer Actuator(DEA),導電ポリマー,IPMC,PVCゲル,Mckinnen型などが挙げられる。
本発明の装置の電源は,内部電源又は外部電源であってもよく,充電式であってもよい。また,本発明の装置は,例えば,携帯電話やクラウドなどに保存されているデータを用いるものであっても,ワイヤレスでリモート操作されるものであってもよい。
物理刺激は,上術のような接触又は非接触による物理的な刺激を与えることにより皮膚の伸展を達成するものであってもよい。物理刺激は,皮膚表面に対し平行方向,すなわち横方向に加えてもよいし,皮膚表面に対し垂直方向,すなわち縦方向に加えてもよいし,あるいは斜め方向,ねじれ方向等任意の方向が採用できる。
物理刺激を行うサイクル数は限定されない。例えば,10~500サイクル,20~400サイクル,30~300サイクル,40~200サイクル,50~100サイクルといった任意の数のサイクル行なってもよい。例えば,実施例に記載のように,27サイクル行えば十分な場合もある。
さらに,これらの任意の数のサイクルを1セットとし,このセットを任意の数のセット,例えば,1~100セット,2~50セット,又は3~10セット行ってもよい。
物理刺激を行う時間も限定されない。例えば,休止時間を設けて又は設けずにサイクルを繰り返し5分~3時間,10分~2時間,30分~1時間といった一定時間行ってもよい。
サイクル間又はセット間の時間間隔も限定されない。例えば,伸展又は押圧刺激は,1セット又は複数セットを単独で行うものであってもよく,1又は複数のセットを毎日,2日,3日,4日,5日,6日,7日に1回,1,2,3,4週間に1回等,連続的又は断続的に定期的又は不定期的に行うものであってもよい。
しかしながら,皮膚抗光老化及び/又は色素沈着抑制作用を発揮するのに十分な刺激が達成されれば上記のような振動数,伸展率,サイクル数,頻度に限定されない。物理刺激を行う波形も,矩形波,正弦波,三角波,のこぎり波等任意に設定できる。
美容処置としては,特に限定されないが,例えば本発明の剤又はその他の成分を含む化粧料の塗布などの光老化及び/又は色素沈着抑制に有効と考えられている任意の処置が含まれる。化粧料とは,皮膚に適用される化粧料をいい,例えば化粧水,乳液,美容液,クリーム,ファンデーションなどをいうが,これらに限定されず,皮膚状態の改善を直接の目的とするものではないが,皮膚に塗布されるもの全てを含むことを意図し,例えば,日焼け止め剤なども包含するものとする。あるいは,美容処置は,例えば,伸展刺激,押下刺激,マッサージ等の物理刺激を皮膚に与えることであってもよい。美容処置は,一回の処置であってもよいし,数日から数週間にわたって行われる継続的な処置であってもよい。美容処置は個人的に行われてもよいし,美容室や,化粧品の販売店,エステサロンなどで行われてもよい。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお,本発明はこれにより限定されるものではない。
実験1:組織染色
図1aに示す年齢の若齢者(20代~30代)及び光老化が起こっている高齢者(60代~70代)の白人由来の目尻の皮膚を凍結切片にし,薄切後,以下に示すマクロファージのマーカーで染色した。
(1)M1マクロファージの染色:ヤギ由来の抗ヒトCD86抗体(R&D)とウサギ由来の抗ヒトCD11b抗体(abcam)で二重染色を行った(図1b)。
(2)M2マクロファージの染色:マウス由来の抗ヒトCD206抗体(BD)又はマウス由来抗ヒトCD163抗体(Leica)とウサギ由来の抗ヒトCD11b抗体(abcam)で二重染色を行った(図1c)。
(3)総マクロファージの染色:マウス由来の抗ヒトCD68抗体(abcam)とウサギ由来の抗ヒトCD11b抗体(abcam)で二重染色を行った。
表皮直下200μmまでの(1)~(3)の抗体二重に陽性の細胞を各マクロファージとして計数した(図1d)。また,M1,M2マクロファージとコラーゲン産生との関わりを検討する目的で,ヤギ由来の抗ヒトCD86抗体(R&D)とラット由来の抗プロコラーゲン抗体(Millipore),又はマウス由来抗ヒトCD206抗体(BD)とラット由来の抗プロコラーゲン抗体(Millipore)で二重染色した(図1e左)。
(1)~(3)の組織染色を図1b,cに,計数結果のグラフを図1dに,M1,M2マクロファージ抗体と抗プロコラーゲン抗体で二重染色した結果を図1e左に示す。図1b,c,dに示すように,光老化が起こっている高齢者では,M1マクロファージが多く見られる一方,M2マクロファージは減少していた。より具体的には,図1bに示すように,若齢者では血管周辺のみにM1マクロファージが存在する一方,高齢者では組織全体的に散在していた。また,図1cに示すように,若齢者ではM2マクロファージが組織全体に存在する一方,高齢者ではその数が減少していた。更に,図1dに示すように,若齢者と高齢者間で,マクロファージの総数(M1の数+M2の数)は変化せず,M1/M2バランスのみが変化していた。若齢者では,M1に対するM2の比率(M2の数/M1の数)が約5/5~約7/3の範囲内にある一方,高齢者ではM1に対するM2の比率が激しく減少しM1/M2バランスが大きく崩れ,若齢者のものとは著しく異なっていた。
更には,図1e左上の2枚の写真のように,若齢者・高齢者にかかわらず,M1マクロファージとプロコラーゲンとの位置はずれている一方,左下の2枚の写真のようにM2マクロファージとプロコラーゲンでは位置の一致が見られた。このことから,図1e右図の模式図で示すような,M1がコラーゲンの破壊を促進し,M2がコラーゲン生成を促進するように線維芽細胞に作用している可能性が示唆される。
実験2:THP-1のM1,M2分化刺激実験
非特許文献1に記載の方法に従い,ヒト由来の株化細胞であるTHP-1を用いて,M1,M2マクロファージへ分化誘導した。具体的には,図2aに示す方法で,THP-1をRPMI1640(Nakalai)に1mM Na Pyruvate(Nakalai),2mM L Glutamine(Nakalai),10% FBSを添加して培養した。その後,100nM PMA(abcam)をさらに加えて24時間刺激しマクロファージに分化させた。M1に分化させる際はさらに100ng/mL LPS(sigma)と20ng/mL IFNγ(R&D)を加えて24時間刺激し,M2に分化させる際はさらに20ng/ml IL-4(R&D)と20ng/mL IL13(R&D)を加えて24時間刺激した。顕微鏡で観察し,図2bに示すように形態が変化したことを確認した。
また,それぞれの分化後又は未分化の状態のままの細胞のmRNAを抽出し,IL-1beta,TNF-alpha,IL-10のプローブ(Applied Biosystems)を用いてTaqMan Gene expression assayによるrealtime PCRを行い,発現量を定量した(図2c上図)。更に,実験1と同じCD86抗体(R&D),CD206抗体(BD)を用い,同様にPCRを行い発現量を定量した(図2c下図)。それぞれの値はGAPDHのmRNA発現量で補正した。
図2cに示すように,実験2に記載の方法により分化させたマクロファージがそれぞれ,M1に特徴的な炎症性サイトカイン(IL-1beta,TNF-alpha)及びM2に特徴的な抗炎症性サイトカイン(IL-10)を産生することが示された。更に,これらの分化誘導マクロファージがそれぞれM1,M2マクロファージの表面マーカーであるCD86,CD206発現の増加を示した。これらの結果より,分化誘導が成功したことが確認された。よって,実験2の方法で分化させたM1,M2マクロファージ及び未分化のM0マクロファージを以下の実験3,4で用いた。
実験3:M1,M2マクロファージ上清の線維芽細胞への添加実験(1)
図3aに示すように,実験2と同様の方法でTHP-1をM1,M2に分化後又はM0の未分化の状態のまま,上清を除き,PBSで1度洗浄した後,培地を加えて48時間培養した。炎症性・抗炎症性サイトカインといったM1,M2の分泌物を含むそれらの上清を新生児由来線維芽細胞に添加した。対照(control)としてRPMI1640(Nakalai)を添加した細胞を用いた。上清の添加後,線維芽細胞を72時間培養し,上清中のプロコラーゲン量をPIP ELISA kit(TAKARA)で定量した(図3b)。細胞画分はウサギ由来の抗ヒトコラーゲン抗体(CEDERLANE)とビオチン化ヒアルロン酸結合タンパク(HOKUDO)で染色した(図3c)。さらに,β-galを老化指標として用い,細胞の核をDAPIで染めた後,細胞内のβ-galをSenescence Detection Kit(abcam)を用いて染色し(図3d),β-gal陽性細胞及びDAPI陽性細胞の数を計数した(図3e)。
更に,M1マクロファージ,M2マクロファージのメラニン産生への寄与度を検討するために,上記と同様にそれぞれのマクロファージの上清を線維芽細胞に添加して培養した。その後,線維芽細胞を回収してmRNAを回収し,HGF,ET1,bFGF,IL-1alpha,SCF,clusterinのプローブを用いてreal time PCRを行いそれぞれのmRNA発現量を定量した(図3f)。
結果を図3b~3fに示す。図3bは,各マクロファージ(M1,M2)の上清を線維芽細胞に添加して72時間培養した後のプロコラーゲン量を示す。図3cは,各マクロファージ(M1,M2)の上清を添加して72時間培養した後の線維芽細胞におけるコラーゲン及びヒアルロン酸の局在を示す。図3b,cより,M1は顕著にコラーゲン産生を抑制することがわかる。図3dは,各マクロファージ(M1,M2)の上清を添加して72時間培養した後の線維芽細胞における細胞内β-galを示す。図3dより,M1ではβ-gal陽性細胞が増え老化を促進する一方,M2は老化を抑制することが示唆される。図3eは,β-gal陽性細胞及びDAPI陽性細胞の数を計数したグラフを示す。右図はウェルあたりのDAPI陽性細胞の総数を示す。図3e右図より,M2は細胞の老化を抑制するのみならず,細胞の増殖を促進することが示唆される。図3e左図は,DAPI陽性細胞総数あたりのβ-gal陽性細胞の数の割合(%)を示し,M1は老化及び細胞死促進作用がある一方,M2は老化抑制及び細胞増殖作用があることが示唆される。更に,図3fに示すように,メラノジェネシス関連因子のmRNA発現はM1によりメラニン産生を増加する方向に作用する一方,M2によりメラニン産生を抑制する方向に作用したこともわかった。非特許文献6に報告されるように,線維芽細胞は,UV等の光刺激によりSCF,HGF等の因子を分泌し細胞死を引き起こすことが知られている。また,非特許文献7~9に報告されるように,線維芽細胞は,光刺激によりHGF,ET1,bFGF,SCF,clusterin等の因子を分泌することによりメラノサイトに直接的又は間接的に作用してメラニンを産生する。よって,光刺激による細胞死やメラニン産生は,M1/M2のバランスの崩れによるものであることが示唆される。
実験4:M1,M2マクロファージ上清の若齢及び老齢線維芽細胞への添加実験
次に,M2マクロファージの抗老化効果が老化した線維芽細胞にも有用か,つまり,若返り効果があるか,を確認する目的で,M1,M2マクロファージ上清を若齢及び老齢細胞に添加し,線維芽細胞の年齢の違いによるマクロファージ上清の効果の違いを検討した。
具体的には,実験3と同じ方法で収集したそれぞれのマクロファージ上清を,新生児ヒト包皮由来線維芽細胞(若齢由来線維芽細胞)と68歳ヒト由来線維芽細胞(老齢由来線維芽細胞)に添加し,72時間培養した。その後,実験3と同様の方法でβ-gal及びDAPI染色を行い,β-gal陽性細胞及びDAPI陽性細胞の数を計数した(図4a,4b)。更に,実験3と同様にM1,M2の上清を若齢および老齢由来線維芽細胞に添加し,線維芽細胞を72時間培養し,上清中のプロコラーゲン量をPIP ELISA kit(TAKARA)で定量し(図4c),ウサギ由来抗ヒトコラーゲン抗体(CEDERLANE)とDAPIで染色した(図4d)。
図4aは,β-galの染色図を示す。図4bは若齢由来線維芽細胞および老齢由来線維芽細胞のβ-gal陽性細胞数及びウェルあたりの細胞総数の結果をグラフ化したものを示す。図4a下図より,老齢細胞であっても,M2上清を添加することによりβ-gal陽性細胞が著しく減少し老化が抑制されたことがわかった。また,図4bより,年齢にかかわらず,M1により老化が促進され,M2により老化が抑制されることもわかった。このことは,図4c,dに示されるように,年齢にかかわらず,M1上清を添加した細胞では,M2上清に比べて顕著にコラーゲン産生量が低いという結果によっても支持される。
実験5:M1マクロファージ,M2マクロファージと新生児包皮由来線維芽細胞との共培養実験
新生児包皮由来芽細胞と同数のM1又はM2マクロファージ(実験2の方法で作成)をRPMI1640(Nakalai)で培養した時と新生児包皮由来線維芽細胞とその半分の数のM1又はM2マクロファージをRPMIで培養した時に産生されるコラーゲン量をウサギ由来抗ヒトコラーゲン抗体(CEDERLANE)で染色し比較した。同時にマウス由来抗ヒトCD68抗体(abcam)でも染色し,マクロファージを可視化した。
結果を図5に示す。新生児包皮由来芽細胞でも,M1上清を添加するとコラーゲンが減少される一方,M2を添加するとコラーゲンが多く見られた。つまり,若齢細胞であっても,M1/M2バランスが崩れるとコラーゲンに影響を及ぼすことがわかった。
実験6:3D皮膚モデルを用いたM1/M2バランスの崩れによる影響
M1/M2マクロファージが表皮細胞や線維芽細胞へ及ぼす影響を検討するために,以下の表に記載のような3層構造からなる三種類の3D皮膚モデルを作成した。
3D皮膚モデルの作成は次のように行った。セルカルチャーインサート(φ12mm,多孔膜の平均孔径:0.4μm)にヒト真皮線維芽細胞(0.2×106個)を播種し,200μM アスコルビン酸-2-リン酸マグネシウム(APM),10%FBS-DMEMを用いて2日に1回培地交換して1週間培養した。その上に,対照モデルにはヒト真皮線維芽細胞を含んだ0.5%I型コラーゲン-10%FBS-DMEM溶液,M1モデル,M2モデルにはさらに実験2の方法で分化させたM1マクロファージ,M2マクロファージをそれぞれ30,000細胞添加したものをそれぞれ分注して,ヒト真皮線維芽細胞の上にコラーゲンゲルを作製し,1~5日間培養した。
さらにHumedia-KG2(クラボウ)培地中に分散した表皮角化細胞を5×105個/ウェルとなるようにコラーゲンゲルの上に播種し,インサート外にHumedia-KG2と10%FBS-DMEMを1:1で混合し200μM APMを添加した培地を内側と同じ液面高さまで添加して3日間培養した。
その後,インサートまたはガラスリング内の培地を取り除き,外側に皮膚モデル用培地(10%FBS-DMEMとHumedia-KG2 EGF(-)を1:1で混合してCa 1.8mMに調製)に200μM APM,10μM N-ヒドロキシ-2-[[(4-メトキシフェニル)スルホニル]3-ピコリル)アミノ]-3-メチルブタンアミド塩酸塩(CGS27023A(MMP阻害剤)),10μM BIPBIPU(ヘパラナーゼ阻害剤)をインサートの底面の高さまで添加して,インサート内部を空気に曝した状態で気液境界培養を行った。2~3日に1回培地交換して2週間培養した。
培養を終えた皮膚モデルを4% PFA/PBS(Nakarai)で固定後,実験1と同様の方法で抗CD206抗体(abcam),抗CD68抗体(abcam),抗CD86抗体(abcam)で染色し,M1,M2マクロファージの存在を確認した(図6)。その後,抗p21抗体(abcam),DAPI(VECTOR)で染色し,表皮細胞層および線維芽細胞層それぞれにおいてDAPIで染色された細胞の数を全細胞数とし,そのうち抗p21抗体にも染色された細胞の数をp21陽性細胞数として計数した。全細胞数に対するp21陽性細胞数の割合を以下の式により求めた。
結果を図7,8に示す。これらの図に示すように,中間層に接している上層の表皮細胞層および下層の線維芽細胞層のいずれでも対照モデル(cont)に対し,M1モデル(M1)ではp21陽性細胞が増加し,一方M2モデル(M2)では減少していた。この傾向は,単層培養物を用いた実験3と一致していた。従って,ヒト皮膚により近い3D皮膚モデルにおいても,M1マクロファージは老化及び細胞死促進作用がある一方,M2マクロファージは老化及び細胞死抑制作用があることが示唆される。
実験7:ヒト皮膚を用いたex vivoモデルへの太陽光照射実験
Genoskin社製NativeSkin(38歳女性から採取後の皮膚)を到着後付属の培養液で1日培養した。翌日にOriel社製1000Wソーラーシミュレーターに光学フィルターを入れて,UVAとUVBのみを11.5 J/cm2照射し,付属の培養液で培養を続けた(照射(+))。対照として照射を行わない試料を用いた(照射(-))。照射5日後サンプルを回収し,実験1と同様にM1マクロファージ,M2マクロファージ,総マクロファージを染色し,その数を数えてグラフとした。
結果を図9に示す。ソーラーシミュレーターを照射すると,M1数は最も増加した。一方,M2数の増加はM1の場合に比べて非常に小さかった。つまり,光刺激により,M1/M2のバランスが崩れM1の比率が増加することがわかった。
実験8:ヒト皮膚を用いたex vivoモデルへの伸展刺激実験
次に,M1/M2バランスを調整又は改善する方法について検討した。
試料:Genoskin社製NativeSkin(38歳女性から採取後の皮膚)(6well size,直径約2~2.5cm)を使用した。
伸展条件:図11に示すようなウェル内の皮膚の両端を把持する把持部を有し,把持部を引っ張ることにより皮膚を伸展させる伸展器具を作成した。上記組織片が入ったウェルを水平に設置し,把持部を操作して両端から皮膚を伸展させ図10に示すように10%の伸展率となる伸展を10%/sの速度で行い,10%/sの回復速度にて試料を元の非伸展状態に戻した。これを1サイクルとし,合計90サイクルを30分間かけて行った。この90サイクルを1セットとし,セット間に30分~1時間の休止時間を設けて合計3セット(合計270サイクル)を3時間かけて行った。対照として伸展刺激を行わない試料を用いた(control)。
観察方法:伸展刺激を与えた又は与えない皮膚試料について,総マクロファージの染色をウサギ由来の抗ヒトCD11b抗体(abcam)のみで染色した以外は実験1と同様の方法で,にM1マクロファージ,M2マクロファージ,総マクロファージを染色し,その数を計数した。全マクロファージの総数に対する各マクロファージ(M1,M2)の割合(%)を求めてグラフとした。
結果を図12に示す。対照に比べ,伸展刺激を与えた試料では,マクロファージの総数とM1の数はあまり変化がなかったが,M2の数は非常に増加した。つまり,伸展刺激により,M1/M2のバランスが改善することがわかった。
実験9:M1,M2マクロファージ上清のコラーゲンに対する影響
実験3に加えて,M1マクロファージ,M2マクロファージのコラーゲン分解への寄与度を検討するために,実験3と同様の方法でそれぞれのマクロファージの上清を線維芽細胞に添加して培養し,72時間後mRNAを回収した。コラーゲン分解の指標としてMMP-1,MMP-2,およびIL-1βのプローブ(Applied Bioosystems社製Taqman probe)を用いてreal time PCRを行いそれぞれのmRNA発現量を定量した(図14a)。
更に,M1マクロファージ,M2マクロファージのコラーゲン産生・成熟化への寄与度を検討するために,実験3と同様の方法でそれぞれのマクロファージの上清を線維芽細胞に添加して培養し,72時間後mRNAを回収した。コラーゲン産生・成熟化の指標としてCOL1A1,COL1A2,HSP47,およびADAMTS-2のプローブ(Applied Bioosystems社製Taqman probe)を用いてreal time PCRを行いそれぞれのmRNA発現量を定量した(図14b)。
図14a,bより,M1はコラーゲン分解に寄与する一方,M2はコラーゲン産生・成熟化に寄与することが確認された。
実験10:若年及び高齢者のヒト皮膚を用いたex vivoモデルにおけるコラーゲンの分解及び産生
図15aに示す年齢の若齢者(20代~30代)と高齢者(60代~80代)の白人由来のこめかみの皮膚を実験1と同様に凍結切片にし,薄切後,3/4側のコラーゲン切断断片を染色する抗プロコラーゲン抗体(millipore),抗断片化コラーゲン(AdipoGen),並びに実験1と同じCD68,CD11b,CD206,CD86抗体を用い,実験1と同様の方法で陽性細胞をカウントした。
結果を図15b,c,dに示す。若年群に比べて高齢群ではM1マクロファージの割合が高くM2マクロファージの割合が低くなっていた。しかしながら,年齢にかかわらず,3/4コラーゲン陽性を示す線維芽細胞に比べて3/4コラーゲン陽性を示すマクロファージの数が多く,さらに3/4コラーゲン陽性を示すM1マクロファージよりも3/4コラーゲン陽性を示すM2マクロファージ数が多い傾向にあった。
実験11:真皮におけるメラニンの取り込み能力を示すin vitro実験
実験3と同様の方法でTHP-1細胞をM1マクロファージとM2マクロファージに分化させた。分化したそれぞれのM1マクロファージ,M2マクロファージ,および線維芽細胞(クラボウ社製)に,メラニン溶液(Sigma社,Melanin-BioReagent, Synthetic, suitable for cell culture)をPBSに溶解し0.02% W/Vに調整し添加した。24時間後に細胞をPBSで洗浄後,顕微鏡で撮影し,細胞を回収した。回収した細胞の細胞数をアラマーブルー(Life Technologies)で,メラニン量を下記のように計測し,定量した。
メラニンの定量:
それぞれの細胞の培地(マクロファージ:RPMI1640, 線維芽細胞:1DMEM)で1:10に調整したアラマーブルーを添加後,37℃で30分間培養した。その後,その上清を100ul/well回収し,excitement/emission:544nm/590nmで蛍光をAscent(Thermo社)で計測した。計測後,PBSで洗浄し,1M NaOHを添加後室温で3時間インキュベートし,完全に融解した。この細胞溶液をOD475にてPOWERSCAN HT(DS PHARMA BIOMEDICAL)を用いて計測した。
結果を図16a~cに示す。図中の単位「melanin/almar blue」は,培養細胞をアラマーブルーで染色し上清を蛍光を544nm/590nmで計測した強度((1))と,その後細胞を溶解しメラニンも溶解させたものを吸光度475nmで計測した強度((2))の相対値((2)/(1))であり,細胞あたりのメラニン含有量を示す。これらの図より,M2が非常に多くのメラニンを貪食していることがわかった。この傾向は24時間後でも既に見られたが,5日後まで細胞の培養を続けて観察したところ,その差はより明確となった(図16c)。
実験12:真皮におけるメラニンの取り込み能力を示すEx vivoの実験
実験11によってM2マクロファージが線維芽細胞やM1マクロファージよりも多くのメラニンを貪食することがわかったため,実験11でカウントしたヒト皮膚の真皮層を,LSM880(カールツァイス社製)を用いてex vivoで観察した。高齢でも若齢でも,明視野で観察した時にM2マクロファージはメラニンが黒く一緒に染まるのに対し,M1マクロファージの近くにはメラニンが存在しないことがわかった。これにより,真皮においてM2マクロファージが線維芽細胞やM1マクロファージより多くのメラニンをとりこんでいることがex vivoでわかり,その数をカウントしグラフ化した(図17)。
図17より,老齢でも若年でもメラニンを取り込んでいるM2マクロファージの数がM1マクロファージの数より多く,この傾向には年齢差があまりみられなかった。この結果より,真皮のメラニンを取り込むのはM2マクロファージであるため,M2マクロファージの割合を増やしてM1/M2バランスを整えれば光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善できることが示唆される。
実験13:M1抑制/M2誘導剤の探索
図18に記載の各種マーカーを用いて,M1/M2バランスを調整又は改善することにより,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善し得る剤を探索したところハクシニンに強力なM2誘導効果が見いだされた。なお,ここで用いたハクシニン抽出物(加水分解無し,又は加水分解あり)は,特許第4781842号公報(特許文献9)や,国際公開第2012/0571243号(特許文献10)を参照して調製されたものであり,以下の手順によって調製された。なお,本発明に置いて用いられ得るハクシニン抽出物を調製する手順は以下に記載の手順に限定されないことに留意されたい。
<ハクシニン抽出物の調製>
ハクシニンの種子(未粉砕,必要に応じて外殻を除去)を5倍量(v/w)のアセトンまたは酢酸エチル(酢エチ)またはヘキサンに浸漬し,室温にて10日間抽出を行った。ナイロンメッシュ(100メッシュ)であらかじめ残渣を除き,さらにろ紙にてろ過した。ロータリーエバポレータでろ液から溶媒を除去した後,撹拌羽根で撹拌しながら0.5~15NのNaOHをNaOHとして100~300 g/l 抽出物の範囲内で添加した(温度50℃)。200 rpmで撹拌しながら,5時間処理を行った。その後,5N H2SO4を徐々に添加し,撹拌しながらpHを1付近まで下げ,分離してくる油状物質を回収した。回収した油状物質に等容量の水を加えて水洗し,不純物・塩・過剰の酸を除去した。油状物質を減圧乾燥し,アルカリ処理物とした(加水分解ありのハクシニン抽出物)。比較対照としては,アルカリ処理前の抽出物を用いた(加水分解なしのハクシニン抽出物)。
THP-1細胞をM0の未分化の状態のまま用い,37℃で一晩培養した。その後,溶媒(DMSO)で溶解した加水分解無し(アルカリ処理無し)のハクシニン(コントロール)を3ppm,又はハクシニン加水分解物を0.3ppm,1ppm,もしくは3ppmとなるように添加し,37℃で二晩培養した。細胞を回収してRNAを抽出し,CD86,CCR7,TNF-alpha,CD206,CD163,IL-10及びGAPDHの発現量をreal time PCRで定量し,各遺伝子の発現量をGAPDHの発現量で除した。その結果,ハクシニン加水分解物は,濃度依存的に,CD86遺伝子,TNF-α遺伝子発現量を低下させ,CD206遺伝子,IL-10遺伝子を増加させた。このことからハクシニン加水分解物にM1誘導抑制かつM2誘導促進効果があることがわかった(図18)。
実験14:ハクシニンによるメラニン貪食能増加効果
未成熟(M0)の状態のTHP-1細胞に,溶媒(DMSO)で溶解した加水分解無し(アルカリ処理無し)のハクシニン(コントロール)を3ppm,又はハクシニン加水分解物を1.0ppm,3.0ppmとなるように添加した。37℃にて培養し,48時間後にメラニン溶液(Sigma社)を添加し,顕微鏡(Bio Station CT(Nikon))にて観察した。
結果を図19a~bに示す。メラニン添加30分後ハクシニン添加したマクロファージはメラニンを取り込み始めていた(図19bの黒矢印)。さらに3時間後,コントロールはメラニンを取り込んでいない細胞がまだ多く存在するが,ハクシニン加水分解物添加サンプルでは全ての細胞がメラニンを取り込んでいた。
光老化によりM1の割合が増加することが示され(実験7),M2の割合が高いほうが皮膚コラーゲン量が多くなり(実験9,10)色素貪食作用も高くなる(実験11,12)傾向が示されたため,M2誘導剤としてスクリーニングされたハクシニン,並びにM1/M2バランス改善作用のある本発明の微弱な物理刺激は,真皮において色素沈着抑制効果が高いことが示唆される。
実験15:マクロファージの細胞内活性
実験2と同様の方法でTHP-1から分化誘導したM0マクロファージ,M1マクロファージ及びM2マクロファージについて、Agilent Technologies(旧Seahorse Bioscience)社製の細胞外フラックスアナライザーXFe24(24well用)(以下、「フラックスアナライザー」という。)を用いて、Nat Immunol, 2014. 15(9): pp846-855(非特許文献14)を参考に細胞内活性を計測した。なお、フラックスアナライザーは、細胞の主要なエネルギー代謝経路である解糖、及びミトコンドリアによる好気呼吸の状態を、細胞に対して無侵襲・高感度に経時的計測を可能とする装置である。
フラックスアナライザーを用いて、オリゴマイシン(ATP合成酵素阻害剤)(「Oligo」)、FCCP(脱共役剤)、及びロテノン(ミトコンドリア複合体I阻害剤)+アンチマイシンA(ミトコンドリア複合体III阻害剤)(「Rot+Ant」)を所定の時間に添加し、酸素消費速度(OCR)と細胞外酸性化速度(ECAR)とを計測した。ECAR,OCRの値は計測後18.3分後のbasal OCRの値、basal ECARの値を用いた。それぞれの計測値は、Hoechstを添加して染色された細胞核をカウントして得られた細胞数で補正した。
その結果、M2マクロファージ、M0マクロファージ、M1マクロファージの順番で、ミトコンドリアによる呼吸活性が高いことが示された(図20)。
実験16:ハクシニン抽出物によるマクロファージの細胞内活性への影響
実験2と同様の方法で、THP-1から分化誘導したM0、M1、M2を準備し、M0に実験13と同様の方法で調整したハクシニン抽出物(ハクシニン加水分解物)(0.3ppm、1ppm又は3ppm)を添加した。48時間インキュベートした後に、酸素消費速度(OCR)をフラックスアナライザーで計測した。それぞれの計測値は、Hoechstを添加して染色された細胞核をカウントして得られた細胞数で補正した(図21)。
その結果、ハクシニン抽出物を添加することによって、計測開始18.3分後(3点目の計測値)のBasal OCRの値(図21)、及びミトコンドリア呼吸の値(計測開始18.3分後のBasal OCRの値から、計測開始95.1分後のnon mitochondrial respiration(ミトコンドリアとは関連のない酸素消費量)を引いた値)(図22)が有意に増加することが明らかとなった。
実験17:ハクシニン抽出物に含まれる各成分によるマクロファージの細胞内活性への影響(1)
ハクシニン抽出物には、ω3脂肪酸であるリノレン酸やジュニペロン酸、ω6脂肪酸であるリノール酸等の不飽和脂肪酸が含まれていることが知られている。不飽和脂肪酸(EPA、DHA)がM1の炎症関連遺伝子に作用し、炎症を抑制することが報告されている(非特許文献15(Cell Metab. 2017 Feb 7;25(2):412-427))。そこで、ハクシニン抽出物に含まれる不飽和脂肪酸がマクロファージの細胞内活性へ与える影響について調べた。
実験2と同様の方法で、THP-1から分化誘導したM0、M2を準備し、M0にリノール酸、リノレン酸又はジュニペロン酸(3ppm)を添加し、48時間後に、実験15と同様の方法で酸素消費速度(OCR)をフラックスアナライザーで計測した。それぞれの計測値は、Hoechstを添加して染色された細胞核をカウントして得られた細胞数で補正した。
その結果、ハクシニン抽出物に含まれるリノール酸、リノレン酸、ジュニペロン酸の添加によるM0マクロファージへのBasal OCR及びミトコンドリア呼吸の値は、溶媒のみ(DMSO)を添加したコントロールとの有意差が認められなかった(図23)。
実験18:ハクシニン抽出物に含まれる各成分によるマクロファージの細胞内活性への影響(2)
ハクシニン抽出物、又は不飽和脂肪酸を添加した後のインキュベート時間を24時間に変更した場合のM0のBasal OCR及びミトコンドリア呼吸の値を調べた。実験方法は、ハクシニン抽出物又は不飽和脂肪酸を添加後のインキュベート時間を24時間に変更した以外は、実験17に記載の方法と同じ方法を実施した。
その結果、ハクシニン抽出物及び各不飽和脂肪酸を添加後24時間では、Basal OCR及びミトコンドリア呼吸の値の増加は観察されなかった(図24)。
実験19:ハクシニン抽出物に含まれる各成分によるM1分化中のマクロファージの細胞内活性への影響
実験2と同様の方法でTHP-1から分化誘導したM0を、さらにM1に分化誘導する工程においてハクシニン抽出物又は不飽和脂肪酸(リノール酸、リノレン酸、又はジュニペロン酸)を添加した場合の細胞内活性の変化をフラックスアナライザーを用いて解析した(図25)。
THP-1から分化誘導したM0をさらにM1に分化誘導する時に、ハクシニン抽出物、又は不飽和脂肪酸を添加して24時間後にフラックスアナライザーを用いて、図15の方法と同様に酸素消費速度(OCR値)と細胞外酸性化速度(ECAR値)とを計測した。
その結果、Basal OCR及びミトコンドリア呼吸は、ハクシニン抽出物を添加した場合のみ、有意な上昇が認められた(図26(A)及び(B))。強い抗炎症作用が報告されているリノレン酸のみ、ECAR値の強い抑制効果が観察され、その結果、OCR/ECAR値の上昇が認められた。
M1分化中のマクロファージのミトコンドリア呼吸はハクシニン抽出物によって有意に上昇したが、ハクシニン抽出物に含まれる不飽和脂肪酸単独では有意な上昇は認められず、ミトコンドリア呼吸の上昇という効果は、ハクシニン抽出物に含まれる各種成分の混合による特異的な効果である可能性が示唆された。
実験20:M1,M2マクロファージ上清に含まれるSDF-1αの確認
皮膚のシミ部位の下部に存在する線維芽細胞においてSDF-1α(CXCL12)の発現量が低下することから、SDF-1量の低下が皮膚のシミ生成に関連する可能性が報告されている(非特許文献16(Theranostics. 2018 Sep 9;8(17):4620-4632))。そこで、M1/M2マクロファージ自身のSDF-1α(CXCL12)の発現量について調べた。
実験2と同様の方法でTHP-1をM1,M2に分化後、上清を除き,PBSで1度洗浄した後,RPMI(0.5%FBS)を加えて24時間培養し、上清中のSDF-1α(CXCL12)の量をサイトカインアレイイ(RayBiotech)によって調べた(図27(A))。
その結果、M2上清は、M1上清に比べて多くのSDF-1α(CXCL12)が含まれていることが明らかとなった(図27(B))。
実験21:M1,M2マクロファージ上清の線維芽細胞への添加実験(2)
M1,M2マクロファージが生成する因子が、線維芽細胞のおけるSDF-1α(CXCL12)の発現に与える影響を調べた(図28(A))。
実験2と同様の方法でTHP-1をM1,M2に分化後、上清を除き,PBSで1度洗浄した後,RPMI(10%FBS, 500μMアスコルビン酸含有)を加えて48時間培養した。炎症性・抗炎症性サイトカインといったM1,M2の分泌物を含むそれらの上清を皮膚線維芽細胞に添加した。対照(control)としてRPMI(10%FBS, 500μMアスコルビン酸含有)を添加した細胞を用いた。上清の添加後,線維芽細胞を72時間培養した。その後、線維芽細胞を回収してmRNAを回収し,RNA-seqにてSDF-1α(CXCL12)の発現量を解析した(図28(A))。
RNA-seqのリードをSTARを使用してヒトゲノム(hg19)にマッピングした。得られたカウントデータについて,低発現遺伝子のフィルタリング後にそれぞれのサンプル間のサイズ補正およびlog2変換を行なった。以上の方法でサンプル毎に算出したlog2(CPM)について,RパッケージのedgeRの機能であるglmQLFitとglmQLFTestを用いて、quasi-likelihood F-testで2群間比較を行った後、Benjamini-Hochberg法で多重比較検定補正を行なってq-valueを算出した。
その結果、M1上清を添加した線維芽細胞は、SDF-1a発現量が顕著に減少することが明らかとなった(図28(B))。
以上の結果により,M1/M2のバランスを調整又は改善することにより,光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善できることが示唆される。M1/M2のバランスの調整又は改善は,伸展刺激や押圧刺激を与えることや,ハクシニン等を適用することにより達成され,ひいては光老化及び/又は真皮色素沈着の予防及び/又は改善が期待される。

Claims (4)

  1. ハクシニン抽出物を有効成分として含む,M1マクロファージに対するM2マクロファージの比率を上昇させることにより光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善する剤。
  2. M1マクロファージに対するM2マクロファージの比率を上昇させることにより、対象の光老化及び/又は真皮色素沈着を予防及び/又は改善するための美容方法であって,
    (a)対象の皮膚に,請求項1に記載の剤を適用する工程,
    を含む,医療行為を除く美容方法。
  3. 前記美容方法は,さらに,前記皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程を含み,ここで前記物理刺激を適用する工程は,
    (b-1)前記対象の皮膚を0.1%以上50.0%以下の伸展率まで伸展することであって,ここで,伸展率は,
    (式中,定点AおよびBは,表皮または表皮が接着しているマトリックス上の任意の位置であり,ここで定点AとBを通る直線が伸展方向と平行である)
    で算出される;及び
    (c-1)前記対象の皮膚を伸展状態から回復すること;
    並びに/又は,
    (b-2)前記対象の皮膚を,1μm~1000μm押圧すること;及び
    (c-2)前記対象の皮膚を押圧状態から回復すること;
    を含み,
    ここで前記(b-1)及び(c-1)並びに/又は前記(b-2)及び(c-2)のサイクルが60Hz以下の振動数で実施される,
    を含む,請求項2に記載の美容方法。
  4. 請求項3に記載の美容方法に適用するための美容装置であって,
    前記装置は,
    物理刺激を生ずる刺激発生部と,
    刺激発生部で発生した物理刺激を皮膚に付与する刺激付与部とを備え,
    ここで,当該装置は,皮膚に対して微弱な物理刺激を適用する工程を行うための装置であり,ここで当該工程は,
    (i-1)前記皮膚を0.1%以上50.0%以下の伸展率まで伸展すること;及び
    (ii-1)前記皮膚を伸展状態から回復すること;
    並びに/又は,
    (i-2)前記皮膚を1μm~1000μm押圧すること;及び
    (ii-2)前記皮膚を押圧状態から回復すること;を含むサイクルを60Hz以下の振動数で行うことであり,
    ここで,伸展率は,上記式1により算出される,
    前記美容装置。
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