富士フイルムは11月28日、シミの原因となるメラニン色素を含むメラノソームと呼ばれる袋状の細胞内小器官が、表皮細胞(ケラチノサイト)内の消化器官「ライソソーム」により分解される経時変化を可視化して確認したほか、ケラチノサイト内でのメラノソーム崩壊に、メラノソーム構造タンパク「gp100」の減少が関係することを突き止め、ケラチノサイト内でメラニン色素が分解される効果を促進する効果をせり科のハーブ植物「センテラアジアチカ」に含まれ、高い抗炎症作用を持つ3つの成分「アジア酸」、「マデカッソ酸」、「アジアチコシド」を含む美白有用成分「AMA」が有していることを確認したと発表した。

同成果の詳細は、11月29日に開催される「第73回日本化粧品技術者会(SCCJ)研究討論会」にて発表される予定だという。

シミや美白の研究において、「メラニン色素生成を促す因子」や「ケラチノサイトへのメラニン色素輸送を促す因子」に関する報告は多くあるが、ケラチノサイト内のメラニン色素の蓄積や、メラニン色素の分解についての報告はそれほど多くない。また、メラニン色素の分解については、細胞内の消化器官である「ライソソーム」の関与が示唆されてきたが、その詳細は分かっていなかった。

シミが出来るメカニズム。(1)肌が紫外線を浴びるとケラチノサイトでメラニン色素の生成指令となる情報伝達物質が発生する。(2)生成情報伝達物質によって、表皮内でメラニン色素を生成する色素細胞「メラノサイト」が刺激を受け、メラニン色素を生成し、メラノソームと呼ばれる袋状の細胞内小器官に蓄積される。(3)紫外線によって、メラノサイトからケラチノサイトへのメラニン受け渡しの指令となる情報伝達物質が発生する。(4)メラノサイトからケラチノサイトにメラニン色素が取り込まれる。(5)通常であればターンオーバーによって代謝されるメラニン色素が、(2)において過剰に生成され、(4)で、ケラチノサイトに過剰に蓄積されることによってシミとなる

そこで研究グループは今回、2つの手法を用いて、その課題の解明に挑んだ。具体的には、1つ目が皮膚と同じ状態で研究を行うために、メラニン色素ではなくメラノソームを抽出し、ケラチノサイトに取り込ませ、培養時間を追って6時間、24時間、120時間後のケラチノサイト内での形態変化を電子顕微鏡で観察したほか、メラニン色素量の経時変化測定を行った。2つ目の実験は、1つ目の研究と同じく、メラノソームを取り込んだケラチノサイトに対し、「AMA」を添加して培養し、24時間～48時間後に、蛍光染色したgp100とメラニン色素をそれぞれ定量した。

ケラチノサイト内におけるメラノソーム形態の経時変化

メラノサイトから抽出したメラノソームをケラチノサイトに取り込ませ、培養時間を追ってメラノソームの形態変化を電子顕微鏡で確認したところ、取り込まれたメラノソームが細胞内の消化器官であるライソソームによって分解されることが判明した。

また、メラノソームは、gp100が層状に重なり合って配列してラグビーボール状の形態をなしているほか、gp100が骨組みとなり、そこにメラニン色素が沈着していくことが知られている。

メラノソームの形態。メラノソーム構造タンパク「gp100」が骨格となって構造を形成し、そこにメラニン色素が沈着している

今回の研究では、メラノソームを取り込んだケラチノサイトの観察を続けたところ、18時間が経過した時点で、構造が崩壊したメラノソームが観測された。

メラノソームの構造が崩壊する様子を撮影した電子顕微鏡による画像

また、gp100を免疫蛍光染色にて観察したところ、時間の経過と共にgp100が減少していく様子を確認することに成功したとする。

メラノソームを取り込んだケラチノサイトを培養し、時間ごとに固定して蛍光染色したものを蛍光顕微鏡で観察したもの

この結果について研究グループは、ケラチノサイトに取り込まれたメラノソームは、gp100の減少によってその構造を崩壊させていくことを示すもので、このメラノソームの構造崩壊によりメラニン色素も分解されていく仕組みが示唆されたことから、さらに、メラノソームを取り込ませたケラチノサイト内のメラニン色素量を培養時間ごとに定量したところ、メラニン色素量の減少を確認。これによりメラニン色素がケラチノサイト内で分解される現象が実証さられたとする。

「AMA」のメラノソーム「gp100」分解促進作用

加えて、メラニン色素分解促進成分の研究を進めたところ、美白有用成分「AMA」に、メラニン色素とgp100の分解促進作用があることも確認したとする。

ケラチノサイト内でのメラニン色素分解現象と、AMAの分解促進作用

なお同社では、今回の研究結果を、高い美白効果を有するスキンケア化粧品の開発に応用していく計画と説明している。