Research

研究内容

6. 多様な皮脂脂質によるバリア形成と毛の保持

皮脂は皮膚の保湿,撥水,抗菌などのバリア機能に加えて,体温維持,毛の保持など多様な役割を担っており,その分泌量や組成の変化は乾燥肌,ニキビ(ざ瘡),脂漏性皮膚炎,脱毛症などの皮膚疾患の発症と関連している。マイバム脂質を産生するマイボーム腺は脂腺の一種であるため,皮脂脂質を構成する脂質クラスはマイバム脂質と類似している。そこで,生化学研究室ではマイバム脂質研究において確立した LC-MS/MS による解析手法を利用し,マウス皮脂脂質の詳細な解析を行った。

5. マイバム脂質によるドライアイ防止」で述べたように,マウスのマイバム脂質には,コレステリルエステル(Chol-E),ワックスモノエステル(WmE),ワックスジエステル(タイプ 1ω[1ω-WdiE],タイプ 2α[2α-WdiE],タイプ 2ω[2ω-WdiE]),O-アシル-ω-水酸化脂肪酸(OAHFA),コレステリル OAHFA(Chol-OAHFA)が存在する。これらのうち,我々の測定ではマウスの皮脂中において,1ω-WdiE は検出限界近傍のレベルにとどまる一方,他の脂質クラスは測定可能な十分量存在していた(ただし,OAHFA のみ未測定)1)プレスリリース原稿)。

マイバム脂質および皮脂脂質中の各脂質クラスは,複数の炭化水素鎖(脂肪酸や脂肪族アルコールなど)から構成されており,各炭化水素鎖には鎖長や不飽和度の異なるものが存在する。各脂質クラスにはこれらの組み合わせによる多様な分子種が存在するが,分子種組成という点ではマイバム脂質と皮脂脂質の間で異なる。まず,皮脂脂質はマイバム脂質と比べて分子種の多様性が大きい(図17)。次に,皮脂脂質の方が,一価不飽和の炭化水素鎖を多く含んでいる。例えば,WmE(脂肪酸と脂肪族アルコールからなるエステル体)において,マイバム脂質では脂肪酸部分として C16:1,C18:1,C16:0,脂肪族アルコール部分として C26:0,C27:0 が主要成分である1)。一方,皮脂脂質では,脂肪酸部分が C15:0–C18:0 および C14:1–C22:1,脂肪族アルコール部分が C16:0–C28:0 および C31:1–C34:1 である。WdiE に関しても,脂肪酸部分において皮脂脂質はマイバム脂質と比較して炭素鎖長の分布がより広範である。

このように,皮脂とマイバムに含まれるワックスエステル(WmE および WdiE)を比較すると,皮脂の方が分子種の多様性が大きい。この多様性の違いは,それぞれが存在する環境,特に温度条件と関連していると考えられる。マイバム脂質は涙液最外層の油層に位置し,その温度は角膜温度である約 32 °C 程度に維持される。涙液油層はこの温度で液晶相をとることで,涙液に適度な粘弾性を付与している。すなわち,マイバム脂質はこの温度域で液晶相をとるような組成となっている。一方,毛や皮膚表面に付着する皮脂は外気温の影響を直接受け,幅広い温度条件に曝される。皮脂は特定の相をとるというよりも,幅広い温度範囲において液体としての性質を維持することが求められる。一般に,混合物の相転移温度や融点の温度域は,組成の多様性が大きいほど広がることが知られている。皮脂中のワックスエステルにおいて多様性が大きいことは,幅広い温度変化への適応に寄与している可能性がある。また,皮脂中のワックスエステルに一価不飽和の炭化水素鎖が多く含まれることは,低温環境下において凝固しにくい状態を維持するように,融点を低下させていると考えられる。

5. マイバム脂質によるドライアイ防止」で述べた通り,アシル CoA 還元酵素 Far2 の KO マウスのマイバム脂質中では,WmE ならびに 1ω-WdiE,2α-WdiE,2ω-WdiE がいずれもほぼ消失する2)Far2 KO マウスはドライアイに加え,脱毛および毛の白色化(白色化は一部個体)という表現型を示す1)Far2 KO マウスの皮脂では,極長鎖脂肪族アルコールを含む WmE と 2α-WdiE および 2ω-WdiE の量が野生型マウスと比較して大きく減少する。

アシル CoA ワックスアルコールトランスフェラーゼ Awat2 の KO マウスでも,一部の個体で脱毛が観察される1)Awat2 KO マウスの皮脂では,長鎖脂肪酸を含む WmE と 2ω-WdiEの量が野生型マウスと比較して減少する。これらの結果は,AWAT2 がこれらの WmE および 2ω-WdiE の産生に関与していることを示している。

以上のように,生化学研究室では皮脂脂質の組成を詳細に明らかにしただけでなく,それらの脂質産生に関わる遺伝子(FAR2AWAT2)を同定し,その欠損が引き起こす表現型(脱毛,毛の白色化)を解明した。本研究で得られた結果および確立した解析手法は,今後,皮脂に関連する種々の病態の理解および診断への応用につながると期待される。

研究業績

  1. Kuribayashi K, Jojima K, Yamamoto M, Takeda M, Kihara A. (2026) Detailed composition of wax esters in mouse sebum and the involvement of FAR2 and AWAT2. iScience, 29, 114836.(プレスリリース原稿
  2. Otsuka K, Sawai-Ogawa M, Kihara A. (2022) Formation of fatty alcohols—components of meibum lipids—by the fatty acyl-CoA reductase FAR2 is essential for dry eye prevention. FASEB J, 36, e22216.

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