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保湿・バリア機能のメカニズム

~セラミド・天然保湿因子NMF・フィラグリン・ヒアルロン酸・CE関連遺伝子の働き~

保湿・バリア機能のメカニズム

セラミド・天然保湿因子NMF・フィラグリンなどの遺伝子の働き




肌の潤い・保湿・バリア機能のメカニズム-研究開発・商品設計にお役立て下さい

■肌のバリア機能
【細胞間脂質・セラミド】
● セリンとセリンパルミトイルCoAを出発物質とし、様々な酵素の働きにより顆粒細胞内にセラミドは産生されます。
● スフィンゴミエリン合成酵素およびグルコシルセラミド合成酵素の働きにより顆粒細胞内のセラミドはスフィンゴミエリンおよびグルコシルセラミドに変換され、コレステロールやリン脂質などと一緒に層板顆粒内に貯蔵されます。
● 顆粒細胞から角質細胞への分化の際にスフィンゴミエリンやグルコシルセラミドは層板顆粒から細胞外に分泌され、スフィンゴミエリナーゼ(Sphingomyelin phosphodiesterase:SMPDβ-グルコセレブロシダーゼ(β-glucocerebrosidase:GBAの働きによって再びセラミドとなります。
● セラミドはコレステロールや遊離脂肪酸とともに角質細胞間でラメラ構造を形成し、肌のバリア機能や水分保持能を担います。
● アルカリ性セラミダーゼ(ACERにより、セラミドはスフィンゴシンや遊離脂肪酸へ代謝されます。
● 紫外線などの外的刺激や活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)、加齢などの影響によってACERが増加すると肌の乾燥の原因となります。
【コーニファイドエンベロープ(Cornified envelope:CE)】
● インボルクリンやロリクリンなどのタンパク質は、表皮細胞(ケラチノサイト)の分化により有棘層から顆粒層で発現します。
● 顆粒細胞から角質細胞への分化の際、インボルクリンやロリクリンなどのタンパク質をトランスグルタミナーゼ(TGが架橋し、角質細胞を覆うようにCEを形成します。
● CEを土台にしてセラミドを含む細胞間脂質はラメラ構造を形成し、肌のバリア機能を担います。

■水分保持力・保湿機能
【天然保湿因子(Natural moisturizing factor:NMF)】
● フィラグリン(Filaggrin:FLGの前駆物質であるプロフィラグリン(proFLG)は、顆粒細胞内のケラトヒアリン顆粒に蓄えられています。
● proFLGは、表皮の顆粒細胞から角質細胞への分化の際に脱リン酸化され、CalpainⅠなどの働きによりFLGに代謝されます。
● ケラチン線維と結合し、ケラチンパターンと呼ばれる角質細胞内の骨格を形成します。
● ペプチジルアルギニンデイミナーゼ(PAD)による脱イミノ化によりケラチン線維から遊離したFLGは、Caspase14、CalpainⅠ、ブレオマイシン水解酵素の働きによりアミノ酸に分解され、NMFとして肌の水分保持に寄与します。
【表皮ヒアルロン酸】
● 表皮幹細胞膜に存在する表皮ヒアルロン酸合成酵素-3(HAS3により細胞内のD-グルクロン酸とN-アセチル-D-グルコサミンは直鎖上に結合してヒアルロン酸となり細胞外に分泌されます。
● 表皮ヒアルロン酸は表皮中の水分を保持し、肌の保湿機能を維持します。
● 加齢や紫外線、ROSなどによる表皮幹細胞の減少が表皮ヒアルロン酸を減少させ、肌の乾燥の原因の1つとなります。




表皮角化細胞(ケラチノサイト)で働く遺伝子

β-グルコセレブロシダーゼ(β-glucocerebrosidase:GBA)
セラミドの前駆体であるグルコシルセラミドからセラミド(セラミドEOP(セラミド1))を産生する酵素。表皮細胞で産生され、外的刺激から守るバリア機能を担っています。加齢などによりセラミドが減少すると乾燥の原因となります。

スフィンゴミエリナーゼ(Sphingomyelin phosphodiesterase:SMPD)
セラミドの前駆体の一つであるスフィンゴミエリンからセラミド(セラミドNS、セラミドAS(セラミド5))を産生する酵素。表皮細胞で産生され、肌の水分保持を担っています。作り出されるセラミド量が増えることで肌のバリア機能や水分保持力が向上します。

アルカリ性セラミダーゼ-2(Alkaline ceramidase-2:ACER2)
セラミドを代謝する酵素。加齢などの影響によって増加すると、セラミド量が減少して細胞間脂質のバランスが乱れ、肌のバリア機能や水分保持能が低下して肌の乾燥の原因になります。

フィラグリン(Filaggrin:FLG)
ヒトが持つ保湿成分である天然保湿因子(Natural moisturizing factor:NMF)の元となるタンパク質。肌の代謝と共に分解されてアミノ酸となり、NMFとして角質層水分を保持します。減少すると、肌のバリア機能や水分保持能が低下して乾燥の原因になります。

トランスグルタミナーゼ(Transglutaminase:TG)
肌のバリア機能に関わる「コーニファイドエンベロープ(Cornified envelope:CE)」の形成や成熟促進をする酵素。湿度が高い環境で活性が高まり、成熟したCEを生成します。CEの成熟は、肌のバリア機能や水分保持能の維持・向上に繋がります。

ヒアルロン酸合成酵素-3(Hyaluronan synthase-3:HAS3)
表皮でのヒアルロン酸合成を担う酵素。HAS3の発現が増えることでヒアルロン酸産生が増加します。これにより表皮中のヒアルロン酸量が増加し、水分量が保たれ保湿機能が維持されます。



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