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4月 27, 2023

紫外線と皮膚マイクロバイオーム

皮膚マイクロバイオームは、人間の健康とウェルビーイングにおけるその役割から、美容とパーソナルケアの分野でますます注目を集めているが、今やサンケアにおける新たなフロンティアとなるかもしれない。

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皮膚マイクロバイオームは、人間の健康とウェルビーイングにおけるその役割から、美容とパーソナルケアの分野でますます注目を集めているが、今やサンケアにおいても新たなフロンティアとなるかもしれない。

マイクロバイオームは、皮膚に保護バリアを形成することで、紫外線を含む外的ストレス要因に対する防御の第一線を担っている[1]。 しかし、サンケアとUVフィルターの使用は、パーソナルケアの分野のひとつであり、皮膚マイクロバイオームとの関係を理解するためにさらなる研究が必要である。

dsm-firmenichでは、この必要性を認識し、紫外線照射時の皮膚マイクロバイオームに対するUVフィルターの有益性を探る初の臨床研究を実施した。微生物組成に対する紫外線照射の影響を確認するとともに、皮膚マイクロバイオームとその保護機能に対する日焼け止め塗布の積極的な有益性を示したのは、当社の光保護専門家チームが初めてである。この中で、紫外線照射皮膚マイクロバイオーム内の主要なプレーヤーとして、Lactobacillus crispatus を同定した。これは、皮膚マイクロバイオーム分野にとって斬新でエキサイティングな発見である。

また、L. crispatus の個体群をサポートするUVフィルターは、紫外線暴露後の肌本来の回復力を維持・強化するのに役立つ。

サンケア開発者にとっては、これらの知見は、微生物に優しい認証を受けたPARSOL® UVフィルターのセレクションを含む、皮膚の弾力性を強化する製剤に使用できるUV保護成分の特定に役立ちます。

ここでは、研究の成果やUVプロテクション・パーソナルケアの開発者にとっての重要なポイントを含め、このトピックについて詳しく説明する。

皮膚マイクロバイオームとは何か、そして紫外線によってどのような影響を受けるのか？

皮膚マイクロバイオームとは、ヒトの皮膚に存在する細菌、真菌、ウイルスなどの多様な微生物群集のことである（図1）[2]。

これらの微生物と環境との相互作用は、私たちの皮膚の健康と全体的なウェルビーイングをサポートする上で重要な役割を果たしている。例えば、私たちの皮膚を潜在的な病原体から保護し、皮膚の保護バリアと免疫システムをサポートすることである[3]。

この複雑な生態系に対する理解が深まるにつれ、皮膚マイクロバイオームを保護することがいかに健康的な皮膚をサポートするかもわかってきた。 バランスのとれた健康的なマイクロバイオームを維持することは、このようなダイナミクスにとって不可欠であり、量と質の両方が重要である。 皮膚マイクロバイオームは、年齢、ライフスタイル、環境などの内的要因や外的要因に適応する。 マイクロバイオームは個人と環境の境界に存在するため、皮膚マイクロバイオームは明らかに環境要因の影響を受ける[4]。

紫外線照射と皮膚マイクロバイオームに関しては、わずかな証拠しか存在しない。 例えば、紅斑量の紫外線照射が被験者の細菌組成に影響を与えること[5]や、紫外線に対する細胞および免疫応答が、無傷の皮膚マイクロバイオームに依存していること[6]が示されている。 また、いくつかのUVフィルターが業界で試験され、皮膚マイクロバイオームに有害な影響を与えないことが証明されているが、この関係を十分に調査した研究や、皮膚マイクロバイオームに対するUVフィルターによる積極的な有益性があるかどうかを検討した研究はない。

紫外線曝露が皮膚マイクロバイオームに及ぼす影響と、UVフィルターの潜在的な利点をより詳細に調査する必要性を認識し、これらの関係を探るための先駆的な探索的臨床研究を計画・実施した。

図1｜皮膚マイクロバイオーム皮膚表面に生息する細菌、真菌類を含む多様な微生物群。 細菌は、皮膚上で最も多く存在する微生物である。 細菌の構成は、湿潤、乾燥、脂性などの皮膚の状態や、体の部位などの要因によって異なる。 図はByrd et al [2]より引用。

UVと皮膚マイクロバイオームに関するdsm-Firmenichのパイロット試験

臨床試験における2つの重要な目的は以下の通りである：

1. 紅斑性紫外線曝露が皮膚マイクロバイオームに及ぼす影響を評価する。
2.日焼け止めが紫外線にさらされた皮膚のマイクロバイオームを保護するかどうかを調べる。

10人の女性ボランティアから、背中上部の4つのゾーン（未処理・無露光、未処理・露光、プラセボ、SPF20処理・露光）から皮膚サンプルを採取し、紅斑性UV照射の直前と2時間後（2 Minimal Erythema Doses）を検討した。 皮膚マイクロバイオーム組成の変化について、皮膚スワビングサンプルを分析した。

(i) 皮膚マイクロバイオームの多様性の変化
皮膚サンプルの塩基配列解析から、紫外線照射と治療の両方が、皮膚マイクロバイオーム内に見られるさまざまな細菌の相対的存在量と多様性に明確な影響を与えることが示された（図2）。

図2｜紫外線照射と治療による皮膚マイクロバイオーム内のグローバルな多様性の特徴的な変化 被験者V1の条件別細菌組成の相対的存在量と多様性

(ii)乳酸菌クリスパタスの保護
非常に多様な皮膚マイクロバイオームコミュニティの中で、我々は細菌種を同定した。Lactobacillus crispatus 、紫外線暴露後に減少しやすく、同時に日焼け止め処理によって保護された。

乳酸菌は、自然免疫反応の重要な構成要素として認識されており、ヒトの健康に有益であることが知られている乳酸産生菌のグループである[7]。乳酸菌は、安定した酸性環境の維持に重要な役割を果たしており、これを通じて皮膚のバリア機能と回復力を維持するのに役立っている。乳酸菌はまた、微生物群集の全体的なバランスを維持し、皮膚の病原菌や感染症から保護するのにも役立っている。

L. crispatus is one type of Lactobacillus bacteria that has previously been identified as a key member of the vaginal and intestinal microbiomes [8, 9], yet little is known around its dynamics on the skin [10, 11]. L. crispatus was found to be the most abundant Lactobacillus species on the skin in our study and we are among the first to identify the potential of L. crispatus as a relevant member for the natural skin microbiome. We have seen that the relative abundance of L. crispatus changed significantly within the UV-irradiated skin microbiome (Fig. 3). We found that UV exposure decreased the abundance of L. crispatus in vivo, confirming that UV radiation can indeed cause imbalances in the skin microbiome with poten

図3｜L. crispatus の照射・処理後の相対存在量 シークエンシング解析を用いて、L. crispatus の相対存在量の変化を、コントロール、紫外線照射、サンスクリーン処理したサンプル間で観察した。

L. crispatus のような特定の微生物が紫外線防御の恩恵を受けるという観察結果を受け、さらに試験管内で実験を行ったところ、この知見を確認することができた。 さらに、選択的紫外線フィルターが有益な細菌に与える積極的な恩恵についても確認することができた：

PARSOL® 340、PARSOL® ZX、PARSOL® 1789およびPARSOL® EHTは、紫外線照射によりL. crispatus の量を効果的に保護した。

また、微生物にやさしい認証*を受けたUVフィルターであるPARSOL®1789、PARSOL®Shield、PARSOL®EHTなどとPARSOL®フィルターを組み合わせることで、SPFを最大化しながら共生細菌種の保護を維持し、紫外線にさらされた肌の回復力を強化できることも確認しました。

L. crispatus やStaphylococcus epidermidis の集団は、UVフィルターによって保護された。対照的に、Cutibacteriumacnesの増殖は、ある種のUVフィルターによって抑制されることが観察された。

C. acnes は、皮膚マイクロバイオームの主要な構成要素であるが、皮膚マイクロバイオームのバランスが崩れたり、コメド原因となる成分を使用した場合には、炎症性ニキビの発症に広く関連している[12-14]。我々は、C. acnes の個体数が、選択されたUVフィルター（PARSOL® 1789、PARSOL® EHS、PARSOL® 340など）によって減少する一方で、 S. epidermidis などの他の細菌の個体数をサポートすることでバランスを維持できることを確認できた。

これらの知見は、ニキビ肌に合わせた日焼け止め製剤にこれらのフィルターを使用することを示唆している。

この結果は、消費者とサンケア開発者にとって何を意味するのだろうか？

(i) 肌本来の回復力を高める
dsm-firmenichでは、肌の自然な特性をサポートし、強化する製品に対する消費者の嗜好が高まっていることを観察してきた。 この研究は、肌にとっての明確な利点を強調することで、この消費者のニーズに応えるものである。

私たちは、選りすぐりのUVフィルターが、有害な紫外線を遮蔽するだけでなく、皮膚マイクロバイオーム内の有益な細菌の生存を保護することによって、皮膚の自然な回復力を高めることを明らかにした。 したがって、適切なフィルターの組み合わせを含むサンケア製品を使用することは、皮膚の健康をサポートすることができる。 それは、皮膚マイクロバイオーム本来の機能を維持することによって、皮膚の構造と機能を維持するのに役立ちます。 この回復力の向上はまた、紫外線などの環境ストレス要因の有害な結果から保護し、皮膚の老化の影響を遅らせ、対抗するのに役立ちます[15]。

(ii)UVフィルターの選択とサンケア製品への配合
私たちの洞察は、サンケア開発者が、選択されたPARSOL® UVフィルターの選択によって、市場においてさらなる差別化が可能な製剤を開発するのに役立っています。

また、私たちの研究を通じて、どのUVフィルターが肌の健康に最も適しているかを提案し（図4）、健康な肌のマイクロバイオームをサポートする。

図4｜Lactobacilluscrispatusをサポートし、C. acnesをコントロールするために推奨されるUVフィルターとその組み合わせ。

サンケア製剤にこれらのフィルターを使用する場合、私たちはさらに、最終製品で皮膚マイクロバイオームの恩恵を促進するためのツールを処方者に提供します。この分野での私たちの確立された経験に基づき、マイクロバイオームに優しい製品の処方をサポートする処方ガイダンスも含まれます。

例えば、微生物にやさしいという謳い文句の達成をサポートするために、処方担当者はdsm-firmenich PARSOL®ポートフォリオから、PARSOL® 1789、PARSOL® Shield、PARSOL® EHTなどの認定微生物にやさしい*フィルターを使用することができます。 また、皮膚の微生物の多様性を尊重し、紫外線照射から保護し、皮膚の健康をサポートすることが証明された、市場初の認定微生物にやさしい*日焼け止め処方であるFlor'Active Defense SPF 30も提供しています（図5）。

 

図5｜Flor'Active Defense SPF 30 - 世界初の微生物にやさしい日焼け止め製剤。

研究についての詳細、またはUVフィルターや製剤のサポートについては、までご連絡ください。.

皮膚マイクロバイオームの詳細については、Secret Life of Skin コンテンツハブ をご覧ください。

参考文献

Callewaert, C. et al. 皮膚マイクロバイオームとその環境との相互作用. Am. J. Clin. Dermatol. 21, 4-11 (2020).

1. Patra, V., I. Gallais Serezal, and P. Wolf, Potential of Skin Microbiome, Pro- and/or Pre-Biotics to Affect Local Cutaneous Responses to UV Exposure. Nutrients, 2020, 12(6).

2. Byrd, A.L., Y. Belkaid, and J.A. Segre, The human skin microbiome. Nat Rev Microbiol, 2018. 16(3): p. 143-155.

3. Flowers, L. and E.A. Grice, The Skin Microbiota: Balancing Risk and Reward. Cell Host Microbe, 2020, 28(2): p. 190-200.

4.マッコール、L.I.、他、都市化に伴う家庭内化学物質と微生物の変遷。 Nat Microbiol、2020年、5(1): p. 108-115。

5.Burns、E.M.、他、紫外線（UVAとUVBの両方）は、皮膚マイクロバイオームの組成に影響を与える。 Exp Dermatol、2019年28（2）：136-141頁。

6.Patra,V.、他、皮膚マイクロバイオームは細胞応答と免疫機能に対する紫外線の影響を調節する。

7. Wang, S., et al., Vaginal Lactobacillus crispatusが産生する抗菌化合物は、カンジダ・アルビカンスの増殖、菌糸形成を強力に阻害し、病原性関連遺伝子の発現を制御することができる。 Front Microbiol, 2017.

8. Lepargneur, J.P., Lactobacillus crispatus as biomarker of healthy vaginal tract. Ann Biol Clin (Paris), 74(4): p. 421-7.

9. Dempsey, E. and S.C. Corr, Lactobacillus spp. for Gastrointestinal Health: Current and Future Perspectives. Front Immunol, 2022: p. 840245.

10.Delanghe、L.、他、皮膚病原体の抑制における乳酸菌の役割。 Biochem Soc Trans、2021年、49(2): p. 617-627.

11. Lebeer, S., et al., 局所適用乳酸菌による皮膚病原体と炎症の選択的標的化. Cell Rep Med, 2022, 3(2): p. 100521.

12. Conforti, C., et al., 外用皮膚化粧品と尋常性ざ瘡. Dermatol Ther, 2021, 34(1): p. e14436.

13. Lee, Y.B., E.J. Byun, and H.S. Kim, Potential Role of Microbiome in Acne: A Comprehensive Review. J Clin Med, 2019. 8(7).

14. Dagnelie, M.A., et al., Decrease in Diversity of Propionibacterium acnes Phylotypes in Patients with Severe Acne on the Back. Acta Derm Venereol, 2018. 98(2): p. 262-267.

15. Kim, H.J., et al., Aged related human skin microbiome and mycobiome in Korean women. Sci Rep, 12(1): p. 2351.

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