皮膚角質層中の2つの細胞間脂質ラメラ構造と機能制御機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15540397
• Research Institution: Fukui University of Technology
• Principal Investigator: 八田 一郎 福井工業大学, 工学部, 教授 (70016070)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 昇 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門II, 協力研究員 (90353507) ; 森島 洋太郎 福井工業大学, 工学部, 教授 (70028249)
• Keywords: 皮膚 / 角質層 / 角層 / 脂質 / X線回折

Research Abstract

膚角質層中の細胞間脂質は水分保持,薬物の経皮吸収,バリアー機能などにおいて重要な役割を果たしている.しかし,細胞間脂質がつくる構造について解明されていない点が多い.このような状況下にあって皮膚角質層中で細胞間脂質が集まって形成するラメラ構造を各種条件下で解析し,分子レミルで構造を明らかにした構造に基づいて外界から働きかけによって起こる細胞間脂質ラメラ構造における機能制御機構を解明することを目標に研究を行った.細胞間脂質ラメラ構造の精密な構造解析のために放射光X線構造解析が不可欠である.われわれは放射光X線を用いてヘアレスマウス角質層中の細胞間脂質ラメラ構造の研究を行い,13.6nmのラメラ周期は水分量に対して不変であるのに対し,6nm付近のラメラ周期は水分量の増加とともに増大することを見出した.したがって,6nm付近の多重脂質層の層間に水が取り込まれ膨潤を起こすことが分かった.さらに,13.6nmと6nm付近のラメラ構造によるX線回折像の解析により,2つのラメラ構造が相互作用し,水分量20-30wt%で安定化することを見出した.これまでの研究で着目されて来なかった6nm付近のラメラ構造が機能において重要な役割を果たしていると考え,これを軸として研究を進めている.一方,角質層細胞間脂質の構造に関する基礎研究がまだ行われなければならない状況にある.例えば,ヘアレスマウスの週齢によって角質層形成の完成度が異なるが,われわれはこれまで主として7週齢のヘアレスマウスを用いて実験を行ってきたが,これが適切であったとは限らない.現在,新生から20週齢までの広い範囲の角質層に対するX線回折実験を進めている.

Research Products

• [Publications] N.Ohta, S.Ban, H.Tanaka, S.Nakata, I.Hatta: "Swelling of intercellular lipid lamellar structure with short repeat distance in hairless mouse stratum corneum as studied by X-ray diffraction"Chem.Phys.Lipids. 123・1. 1-8 (2003)
• [Publications] H.Yao, K.Ema, H, Fukada, K.Takahashi, I.Hatta: "ac nanocalorimeter for measuring heat capacity of biological macromolecules in solution"Rev.Sci.Instrum.. 74・9. 4164-4168 (2003)
• [Publications] 八田一郎: "皮膚の測定・評価マニュアル集 第12章 角質細胞間脂質を測定したい,第1節 角層の細胞間脂質がつくるミクロ構造の評価 [1]X線構造解析"技術情報協会. 169-182 (2003)