| 研究課題/領域番号 |
25870955
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
中沢 寛光 関西学院大学, 理工学部, 実験助手 (70411775)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 皮膚角層 / バリア機能 / X線散乱 |
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| 研究概要 |
皮膚の最外層に位置する角層はそこでバリア機能を発揮する。この角層は体内からの水分を蒸発させる体温調節の場としても機能するが、外界からの異物の体内への侵入をシャットダウンしながらも、体内からの水は適度に蒸発させるという絶妙のバランスを保っている。このようなバリア機能が厚さわずか１０数μｍ程度の角層によって成し遂げられていることは、物理的にも大変興味深い。本研究では大型放射光施設SPring-8の高輝度なX線を用いて角層内部の分子構造を解析することで、バリア機能の発現メカニズムを明らかにすることを目的とする。
実験はSPring-8のビームライン４０B２及び０３XUにて実施された。ヒト皮膚角層を特別に設計した試料セル内に固定し、そこに外部から水を作用させ、角層の温度を20°Cから70°Cに変化させて、角層の構造と水の動きを同時に連続的に観察した。ヒトの角層は温度によって構造が変化することが知られているが、今回の検討において温度変化時における角層の構造変化と水の移動特性の変化について詳細に解析したところ、その両者が対応しているような興味深いデータが得られた。H26年度において、それらの再現性を確認するとともに、角層に外部刺激を与えた場合の角層の構造変化等を解析することで、さらにバリア機能の発現メカニズムの解明に迫りたい。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成25年度中の目標は、最近開発したシート状試料のX線散乱実験用試料セルの実用化（細部仕様の再検討等）とそれを用いた種々の実験のデータの取得であった。実用化に関しては、設計、実験、修正を度々繰り返し、シート状試料の設置角度（試料に対するX線の入射角度）や固定方法、温度走査の方法などに改良を加え、現状において実用性を考える中で、おおよそ目的の実験を達成し得る試料セルを開発することができたと考えている。また当試料セルを用いて、本研究の最大の目的であった、角層間を移動する水と角層の構造の同時温度変化解析を実施することができ、また有効なデータを取得することができたので、ここまでの研究はおおむね順調に進展していると考えている。またこれらの実験は、ヒト角層の代用として作製された人工角層脂質膜においても実施されている。今後は、これらの結果を早急にまとめて学術論文として世間に還元することを近々の目標とし、さらに応用実験を広く展開する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はまず、現状までの成果について、早急に皮膚や脂質、生物物理系などの学術雑誌に論文の形で公開することを目指す。さらに同時並行的に、温度変化にバリエーションを持たせたような実験（温度の急激なジャンプ、温度変化の複数回の繰り返し、温度のヒステリシス性を確認するような実験）も実施する予定である。また可能であれば、温度変化だけでなく、角層に対し様々な外部刺激を加えた際の角層の構造変化解析にも着手していきたいと考えている。
また近年化粧品や塗布薬の観点から、角層内を移動する物質の移動特性を評価するような研究も広く展開されており、それらの中には、積極的に薬物を体内へ浸透させる、いわゆる経皮吸収促進剤としての効果が期待されるような物質も数多く見いだされてきている。今後は、上記実験に加えて、それらの経皮浸透性の高い物質を用いて、放射光による角層の構造と角層内物質移動の同時解析をさらに展開させたいと考えている。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
試料セルの設計の変更に伴い、研究室の他予算にて購入した別装置の方がより適していると判断され、購入を予定していた水分蒸散測定装置のアタッチメントを購入しなかったため、35万円程度の余りが、また水分量測定装置の詳細についての検討が不足しており、購入に至らなかったことにより70万円程度の余りが発生した。それ以外の消耗品や旅費が微増したことにより、82万円程度の未使用額が生じた。
平成25年度に購入を見送った水分量測定装置については再検討を実施し、購入しない場合には、外部刺激を加える装置は汎用の装置ではなくオリジナルであり、容易にバージョンアップを図れるため、そちらに有効利用したいと考えている。その他の使用に関しては、おおよそ計画通りと考えている。
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