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角層水分量に着目した電場による経皮吸収促進メカニズムの解明研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K08803
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53050:皮膚科学関連
研究機関関西学院大学

研究代表者

中沢 寛光  関西学院大学, 理学部, 教育技術主事 (70411775)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード皮膚 / 角層 / 細胞間脂質 / 経皮吸収 / X線回折 / 皮膚角層 / 化粧品 / X線散乱 / 塗り薬 / 医薬品 / 放射光 / X線回析 / 電子線回析 / 電子線回折
研究開始時の研究の概要

皮膚角層の構造と機能の関係性の解明を目的とし、本研究では、様々な水分含有量にある角層の溶液吸収特性を解析し、さらに、様々な水分量にある角層に電気的刺激を加えた際の構造変化、およびその結果として生じる溶液吸収促進効果を明らかにする。
申請者が開発した試料保持装置と、SPring-8の高強度Ⅹ線ビームを用いることで、角層由来のX線回折光の時間変化を高感度に解析し、角層の溶液吸収特性とその環境要因との関係性を広範囲に調べる。本研究より得られた実用的な角層構造の測定法や、外部刺激と溶液吸収の関係性に関する知見は、塗り薬等の外皮用薬の開発及びその適用方法の開発に活用することが可能である。

研究成果の概要

経皮投与(塗り薬)による投薬は、飲用や注射などと比べてより患者負担の低い投薬方法として期待されている。本研究では経皮投与の最大の問題点である経皮浸透性の向上を目的とし、そのメカニズムを解明すべく、外部刺激の効果や皮膚角層内に含まれる水分量の影響などを詳細に解析した。
放射光X線を用いることにより、皮膚のバリア機能に重要な役割を果たす、すなわち薬物の経皮浸透性を阻害する角層細胞間脂質の構造やその変化を捉えることができる。本研究においてこれを詳細に解析したところ、角層の含有水分量や外部刺激が細胞間脂質の構造をわずかに変化させることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、電場などの外部刺激や、生体や薬剤の基本物質である水が、皮膚角層バリア機能に重要な役割を果たす細胞間脂質の側方配列構造に少なからず影響を与えていることが明らかとなり、経皮吸収促進作用のメカニズム解明につながる貴重な情報を得ることができた。細胞間脂質は疎水的な性質が強く、水と関係していることを示す実験データはこれまであまり得られておらず、これらの情報は学術的にも貴重なものであると考えられる。
今後、本研究を遂行することにより、皮膚角層の構造と経皮吸収現象の関係性がより明らかとなり、従来よりも浸透しやすい薬剤やその投薬方法の新規開発に重要な知見を提供することができると期待される。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Low-flux electron diffraction study on body site dependence of stratum corneum structures in human skin.2022

    • 著者名/発表者名
      H. Nakazawa, T. Imai, I. Hatta, S. Kato
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1864 号: 9 ページ: 183933-183933

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2022.183933

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyzing the interactions between transdermal substances and the skin stratum corneum.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Nakazawa
    • 雑誌名

      Fragrance J.

      巻: 504 ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the behavior of water in the stratum corneum, a factor important for understanding the skin barrier function.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Nakazawa
    • 雑誌名

      Fragrance J.

      巻: 503 ページ: 42-47

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the behavior of water in the stratum corneum, a factor important for understanding the skin barrier function.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Nakazawa
    • 雑誌名

      Fragrance J

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 細胞間脂質の構造に着想を得たセラミド高配合化粧水の開発2021

    • 著者名/発表者名
      D. Tsukamoto, M. Yamashita, J. Kamimoto-Kuroki, M. Sudo, H. Hayase, H. Nakazawa, S. Kato, Y. Konno
    • 雑誌名

      日本化粧品技術者会誌

      巻: 55 号: 3 ページ: 249-254

    • DOI

      10.5107/sccj.55.249

    • NAID

      130008090851

    • ISSN
      0387-5253, 1884-4146
    • 年月日
      2021-09-20
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman study on lipid droplets in hepatic co-cultured with fatty acid.2021

    • 著者名/発表者名
      P. N. Paramitha, R. Zakaria, A. Maryani, Y. Kusaka, B. B. Andriana, K. Hashimoto, H. Nakazawa, S. Kato, H. Sato
    • 雑誌名

      Int. J. Sci.

      巻: 22 号: 14 ページ: 7378-7378

    • DOI

      10.3390/ijms22147378

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stratum Corneum Function: A Structural Study with Dynamic Synchrotron X-ray Diffraction Experiments2021

    • 著者名/発表者名
      I. Hatta, H. Nakazawa, Noboru Ohta, Tomonobu Uchino, Kaori Yanase
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: advpub 号: 0 ページ: 1181-1199

    • DOI

      10.5650/jos.ess21159

    • NAID

      130008084374

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Measurements of Structure and Water Permeability in an Isolated Human Skin Stratum Corneum Sheet2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Nakazawa, Tomohiro Imai, Mika Suzuki, Natsuki Akakabe, Ichiro Hatta, Satoru Kato
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 号: 5 ページ: 829-829

    • DOI

      10.3390/polym11050829

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] X-ray diffraction analysis of lamellar properties of skin stratum corneum lipid matrix model2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Nakazawa, Natsuki Akakabe, Uchida Takashi
    • 学会等名
      37rd Conference of the European Colloid and Interface Society(国際学会)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト皮膚角層構造の評価2023

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光
    • 学会等名
      経皮投与製剤シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線回折を利用した毛髪内の水の動きの分析手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光、加藤知、田端友紀、横山慶子、松永瑞希、井上慎介、太田昇
    • 学会等名
      第72回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 化粧製剤と皮膚角層の相互作用の解析2022

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光
    • 学会等名
      技術教育出版セミナー (保湿化粧品・保湿剤の基礎と研究開発・技術動向 -皮膚科学的アプローチ・皮膚分析・各種保湿剤・角層構造解析- )
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光マイクロビームX線による毛髪内水浸透挙動の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      中沢 寛光、田端 友紀、横山 慶子、松永 瑞希、井上 慎介、太田 昇、加藤 知
    • 学会等名
      第60回高分子と水に関する討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた人の表皮画像からの肌パラメータ診断手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      前澤 健一、飯田 祐輔、中沢 寛光
    • 学会等名
      電気情報通信学会 信越支部大
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト皮膚角層内に浸透する水の透過挙動の解析2022

    • 著者名/発表者名
      中沢 寛光、加藤 知、田端 友紀、井上 慎介、平野 明良
    • 学会等名
      第121回日本皮膚科学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 化粧製剤と皮膚角層の相互作用の解析2021

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光
    • 学会等名
      技術教育出版セミナー (肌荒れ手荒れ防止・保湿化粧品開発と最新技術) (オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム製剤が形成するラメラ構造に着目した肌効果メカニズムの解明2021

    • 著者名/発表者名
      黒木純子, 山下美香, 大成宏樹, 池田裕, 中沢寛光, 加藤知
    • 学会等名
      第87回SCCJ研究討論会 (オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of the skin care mechanisms of liposomes, focusing on the lamellar structures they form.2021

    • 著者名/発表者名
      J. Kamimoto, M. Yamashita, H. Ohnari, H. Nakazawa, S. Kato
    • 学会等名
      The 35th Conference of the European Colloid and Interface Society (ギリシャ)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノサイズ水クラスターの角層内浸透メカニズムの解析研究2021

    • 著者名/発表者名
      中沢 寛光, 田端 友紀, 平野 明良, 井上 慎介, 加藤 知
    • 学会等名
      第120回日本皮膚科学会総会 (横浜)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Electron diffraction analysis of intercellular lipids in human lip stratum corneum2021

    • 著者名/発表者名
      Junko Kamimoto-Kuroki, Hiroki Onari, Mutsumi Yamanoi, Miho Hirai, Hiromitsu Nakazawa, Satoru Kato
    • 学会等名
      2021日本油化学会 第8回若手研究者奨励賞招待講演
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノサイズ水クラスターが皮膚角層の構造に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光、田端友紀、平野明良、井上慎介、加藤知
    • 学会等名
      SPring-8フロンティアソフトマター開発専用ビームライン産学連合体第10回成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synchrotron X-ray analysis of the permeation behavior of nanoscale water clusters into human stratum corneum.2020

    • 著者名/発表者名
      中沢寛光、田端友紀、平野明良、井上慎介、加藤知
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Electron diffraction analysis of the intercellular lipid in human lip stratum corneum2020

    • 著者名/発表者名
      Junko Kamimoto-Kuroki, Mutsumi Yamanoi, Miho Hirai, Hiromitsu Nakazawa, Satoru Kato
    • 学会等名
      第59回日本油化学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of ternary composition regions and functional evaluation of bicelles containing intercellular lipids2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Kamimoto-Kuroki, Mika Yamashita, Osamu Sakata, Daisuke Tsukamoto, Haruna Hayase, Kenji Aramaki, Hiromitsu Nakazawa, Satoru Kato, Yoshikazu Konno
    • 学会等名
      33rd Conference of the European Colloid and Interface Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative study on organizations of human stratum corneum intercellular lipids collected from various body sites2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Moriwaki, Hiromitsu Nakazawa, Satoru Kato
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] X線マイクロビームを用いたヒト角層モデル膜の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      中沢 寛光、赤下部 奈月、加藤 知
    • 学会等名
      2019フロンティアソフトマタービームライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 化粧品の機能創製・処方・素材開発・解析評価技術と美容理論2022

    • 著者名/発表者名
      朝倉浩一、五十嵐崇訓、行場次朗、岩橋弘恭、占部 駿、江連美佳子、大野木涼乃、大橋慶丈、小田義士、加治 恵、勝山雄志、近藤慎也、齋藤隆儀、鈴木律裕、関本奏子、平 あき津、田村英子、中沢 寛光、中橋 浩、中山和紀 他
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      技術教育出版社
    • ISBN
      9784907837280
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 化粧品の機能創製・処方・素材開発・解析評価技術と美容理論2022

    • 著者名/発表者名
      朝倉浩一、五十嵐崇訓、行場次朗、岩橋弘恭、占部 駿、江連美佳子、大野木涼乃、大橋慶丈、小田義士、加治 恵、勝山雄志、近藤慎也、齋藤隆儀、鈴木律裕、関本奏子、平 あき津、田村英子、中沢寛光 他
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      技術教育出版社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://air-mag.jp/news_info_20220604_society.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 電場などの外部刺激を利用した経皮吸収促進技術の開発

    • URL

      https://wakasapo.nedo.go.jp/seeds/seeds-1965/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] AIR AQUA / News

    • URL

      https://air-mag.jp/news_info_20210618_nano.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] ナノサイズ微細水粒子の 機能解明と皮膚適用の可能性

    • URL

      https://publish.m-review.co.jp/files/tachiyomi_J0102_0703_0051-0054.pdf

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 研究者業績

    • URL

      http://researchers.kwansei.ac.jp/view?u=200000368

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] KEK PF 2022年度後期採択課題一覧(G型)

    • URL

      https://www2.kek.jp/imss/pf/use/list/2022-2g.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] 口唇荒れの評価方法2020

    • 発明者名
      中沢寛光
    • 権利者名
      中沢寛光
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-182278
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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