JP2014505093A - 微小繊維状セルロースの抗炎症効果 - Google Patents

Abstract

本発明は皮膚疾患の治療のための抗炎症剤としての微小繊維状セルロースの使用に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、微小繊維状セルロースの外用、特に皮膚のケア及び治療に関する。

発明の背景
セルロースは有機化合物であり、β(1,4)グリコシド結合により結びついた直鎖状の数個のD-グルコースユニットからなる多糖である。セルロースの多くの特徴は、ひとつのポリマー分子を作り上げるグルコースユニットの数であるその鎖長または重合度によって決定される。セルロースは主に木材パルプ及び綿から得られるが、ある種のバイオフィルムを形成するバクテリアによっても分泌されうる。

微小繊維状セルロース(MFC)またはナノセルロースは、セルロース繊維、すなわち、直径に対する長さ（アスペクト比）が高い木材の基本の構成成分からできている物質である。微小繊維状セルロースは木材（パルプ繊維）などの材料を含有するいずれのセルロースから調製しうる。

一般的に、セルロース繊維は、たとえば髪、まつげまたは爪用の複合被覆剤などの化粧品組成物に使用される。マイクロ繊維は、たとえば、まつげの長さを伸ばすために使用される。また微小繊維状セルロースは、固形の剤形のための結合剤または賦形剤として、および局所製剤または皮膚科の製品における増粘剤または薬物キャリアーとして使用しうる。さらにセルロース繊維は界面活性剤なしの水中油型エマルジョンのための安定剤として使用しうる。

ヨーロッパ特許EP 820267および対応アメリカ特許US patent 6001338 は、髪、まつげ、眉および爪のための複合被覆剤として、フィルム形成ポリマーの水溶液または分散液および天然セルロースマイクロ繊維の水溶性懸濁液の使用を開示する。その目的は化粧品組成物の物理的性質を改善するために化粧品においてセルロースマイクロ繊維を使用することである。

US 2002/192251公報は、皮膚、爪またはケラチンファイバー(まつげ、眉および髪)などのヒトケラチン物質を対象とし、第２の繊維と一緒にセルロースナノ繊維またはマイクロ繊維およびワックスの混合物を含有する化粧品組成物、特にマスカラ、について言及する。

今までヒトの体に関連して、微小繊維状セルロースは単に化粧品製剤の特性を向上させるために提案されてきただけである。

皮膚は表皮、真皮及び皮下組織の層からなる。表皮は皮膚の最外層であり、副層；角質層、顆粒層、有棘層および基底層からなる。ケラチノサイトは表皮を構成する主なタイプの細胞である。真皮は皮膚の中間層であり線維芽細胞によって作られるコラーゲンによってまとまっている。皮下組織または皮下層は皮膚の最深層でありコラーゲンと脂肪細胞とのネットワークからなる。

皮膚の炎症(皮膚炎)には、たとえば、いくつかの化学物質などの刺激物、太陽への過剰暴露；感染；慢性または急性炎症状態など多くの原因がある。

現在のところ治療が開発されていない湿疹の１種であるアトピー性皮膚炎のような慢性炎症性の皮膚状態及び疾患が存在する。その症状をコントロールするために、皮膚の乾燥及び炎症の両方を弱めることを目的とする局所治療（たとえば保湿剤）など様々な治療を使用しうる。しかし保湿剤はさらに皮膚の状態を刺激したり悪化させるかもしれない成分を含むべきではない。また局所のコルチコステロイド製品は使用してもよいがステロイドの使用は皮膚菲薄化などの不利益を伴う。高力価のステロイドも顔や皮膚がもともと薄いほかのエリアには避けるべきである。またもし感染を伴う場合には抗生剤を使用してもよい。

副作用および公知の治療の不利益を避けると同時に、アトピー性皮膚炎および乾癬などの種々の慢性皮膚疾患の局所治療に許される抗炎症活性を伴う皮膚科組成物を含有する改善された有効な製品の必要性が依然として存在する。

皮膚の炎症状態および皮膚疾患の局所ケアおよび／または治療のための抗炎症効果を有する天然成分の使用を提供することが一つの目的である。

本願発明の第１の態様によれば、皮膚の炎症の治療に対して抗炎症剤として使用するための微小繊維状セルロースを提供する。また皮膚の炎症の治療のための抗炎症剤としての微小繊維状セルロースの使用方法を提供する。

本発明の第２の態様によれば、炎症誘導ケラチノサイトの脱分化の予防に使用するための微小繊維状セルロースを提供する。また炎症誘導ケラチノサイトの脱分化の予防における微小繊維状セルロースの使用方法を提供する。

本発明の第３の態様によれば、アトピー性皮膚炎の治療に使用するための微小繊維状セルロースを提供する。またアトピー性皮膚炎の治療における微小繊維状セルロースの使用方法を提供する。

本発明の第４の態様によれば、乾癬の治療に使用するための微小繊維状セルロースを提供する。また乾癬の治療における微小繊維状セルロースの使用方法を提供する。

本発明の第４の態様によれば皮膚火傷の治療に使用するための微小繊維状セルロースを提供する。また皮膚火傷の治療における微小繊維状セルロースの使用方法を提供する。

さらなる本発明の態様は従属クレームに示される。

微小繊維状セルロースは、軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペースト中に含まれる。

図面の説明
以下の通り本発明は添付の図を参照して説明できる。

図１は正常ヒト表皮ケラチノサイトの遺伝子発現プロファイルにおける微小繊維状セルロースの抗炎症効果の試験結果を示す。 図１は正常ヒト表皮ケラチノサイトの遺伝子発現プロファイルにおける微小繊維状セルロースの抗炎症効果の試験結果を示す。 図２は正常ヒト表皮ケラチノサイトの遺伝子発現プロファイルにおける皮膚の水分およびバリア機能に及ぼす微小繊維状セルロースの効果の試験結果を示す。 図２は正常ヒト表皮ケラチノサイトの遺伝子発現プロファイルにおける皮膚の水分およびバリア機能に及ぼす微小繊維状セルロースの効果の試験結果を示す。 図２は正常ヒト表皮ケラチノサイトの遺伝子発現プロファイルにおける皮膚の水分およびバリア機能に及ぼす微小繊維状セルロースの効果の試験結果を示す。

発明の詳細な説明
本発明によれば、皮膚の炎症状態に対する活性などの有益な皮膚効果を提供するケラチン物質の治療のための天然成分の使用方法および使用を提供する。

本発明によれば、天然成分は微小繊維状セルロース(microfibrillated cellulose(MFC))である。微小繊維状セルロースに対してはいくつかの広く使用されている同義語がある。たとえばナノ繊維状セルロース（nanofibrillated cellulose）、ナノセルロース（nanocellulose）、マイクロ繊維セルロース（microfibrillar cellulose）、ナノ繊維セルロース（nanofibrillar cellulose）、セルロースナノファイバー（cellulose nanofiber）、ナノ−スケール繊維状セルロース（nano-scale fibrillated cellulose）またはセルロースマイクロ繊維（cellulose microfibrils）。
本願に記載される微小繊維状セルロースは、いわゆるセルロースウィスカー（セルロースナノウィスカー、セルロースナノクリスタル、セルロースナノロッド、棒状セルロースマイクロクリスタルまたはセルロースナノワイヤーとしても知られている）と同じ材料ではない。いくつかのケースにおいて、両材料について類似した用語が使用されている。
たとえば、Kuthcarlapatiら(Metals Materials and Processes 20(3):307-314, 2008)では、セルロースナノウィスカーと明確に言及していたが、ここで検討された材料は「セルロースナノファイバー」と称されていた。通常これらの材料はマイクロ繊維セルロース（microfibrillar cellulose）のように繊維状構造に沿った非結晶部分を有さず、これがより堅固な構造をもたらす。

本発明によれば、微小繊維状セルロース、MFCは皮膚の炎症状態などの皮膚疾患の治療のための抗炎症剤として使用される。MFCを抗炎症剤として使用する場合には、抗炎症効果、すなわち鎮静および緩和効果を提供する。しかし皮膚保湿などのほかの有用な作用にも関与するかもしれない。またMFCは急性疾患の治療に使用でき、かぶれた肌の症状を楽にする、および／または皮膚の治癒過程に関与または促進する。MFCは、たとえば、かゆみおよび日焼けの発疹などの不快症状の管理を助けるためにも使用しうる。

微小繊維状セルロース、MFCは化粧品および／または皮膚科製品における活性剤および／または成分として使用しうる。これらの製品は好ましくは皮膚、頭皮、唇およびまぶたなどのケラチン物質に外用および局所適用として使用される。

化粧品および／または皮膚科の製品は、好ましくは、室温で半固体であり、皮膚の外層、すなわち角質層に吸収されやすい。

MFC含有製品は皮膚科または美容適用および局所適用（たとえば軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペーストの形態）などの投与に適したすべての通常の形態でありえる。さらにMFCはフィルム、膜または織物のような創傷治癒製品に含まれていてもよい。

もし必要であれば、化粧品または皮膚科製品は、肌に適合するさまざまな要素または成分をさらに含んでいてもよい。その成分は選択された投与形態にしたがって選びうるし、特に制限されないがゲル化剤、安定剤、界面活性剤、乳化剤、増粘剤、ビタミン、オイル、保湿剤、紫外線吸収剤、保存剤、水、アルコール、着色剤などの添加物やキャリアを含有してもよい。

本願発明によれば、MFCは皮膚の炎症治療のために抗炎症剤として作用する。抗炎症剤として作用するマイクロ繊維(有効成分またはMFCの乾燥物)の濃度は、皮膚の治療のために製品中に取り入れるときには、0.00010%から1.3%または4%に等しい範囲に及びうる。

MFCは種々の物理的形状を有していてもよい。MFCは、水分散液、湿ったまたは乾燥した膜などのフィルム状構造、不織布または織物の形態であってもよい。

さらにその抗炎症特性に加え、MFCは心地良いテクスチャーを提供し製品のボデイングエージェント(増粘剤)としても作用しうる。増粘剤は製品に適度な粘度を提供する。適度な粘度は皮膚へ塗布した場合に製品がその場に維持されるために重要である。もし必要であれば製品にMFCに加えて他の増粘剤を加えてもよい。MFCは安定化剤として作用させてもよい。また製品の乳化のために使用してもよい。

本発明によれば、セルロースマイクロ繊維は木材などのセルロース原料源から抽出される。木質材料は、トウヒ、マツ、モミ、カラマツ、ダグラスモミ若しくはツガ等の軟材の木、又はカバノキ、アスペン、ポプラ、ハンノキ、ユーカリ若しくはアカシア等の硬材の木、又は軟材及び硬材の混合物から得られる。あるいはマイクロ繊維は綿またはバクテリアなどの非木質材料が起源であってもよい。非木質材料は、農業残渣、草、又はわら、葉、樹皮、種子、殻、花、綿からの野菜若しくは果実、トウモロコシ、小麦、オート麦、ライ麦、大麦、米、亜麻、麻、マニラ麻、サイザル麻、ジュート、ラミー、ケナフ、バガス、竹、若しくは葦などのその他の植物材料から得られる。

用語「微小繊維状セルロース（MFC）」は、単離されたセルロースマイクロ繊維またはセルロース原料由来のマイクロ繊維の束の収集物をいう。セルロース繊維は高圧、高温および高速インパクトホモジナイズによって木材ベースの繊維から単離しうる。ホモジナイズ工程は繊維の細胞壁を薄い層に裂くまたは分解するおよびそれらの部分構造繊維およびマイクロ繊維を遊離するために使用する。木材繊維の酵素的および／または機械的前処理も使用しうる。MFCはいずれの化学的修飾を受けていない天然の形態でありえる。本発明は天然のセルロースの化学的修飾物も包含する。

セルロースマイクロ繊維は、通常高いアスペクト比を有する：数平均直径は通常２００ｎｍ未満であるが、長さは１μｍを超え得る。また、マイクロ繊維の束の直径はより大きいものであり得るが、一般的には１μｍ未満である。最も小さいマイクロ繊維は、通常直径２〜２０ｎｍであるいわゆるエレメンタリー繊維（elementary fibril）に類似する。しかしながら本願発明はこれらの値に限られない。繊維又は繊維の束の寸法は、原料及び分解方法に依存する。微小繊維状セルロースは、いくらかのヘミセルロースも含み得る；その量は植物源に依存しうる。

MFCは線維芽細胞またはケラチノサイトに対して細胞傷害性ではない、すなわち細胞死を生じない。

本発明によれば、MFCは抗炎症効果を有する。MFCが皮膚の炎症を効果的に軽減することが見出されている。微小繊維状セルロースは、炎症誘導ケラチノサイトの脱分化、たとえばアトピー性皮膚炎の肌状態の場合、を抑制することによりケラチノサイトにおける炎症の副作用を制限する。MFCは乾癬および皮膚火傷などの他の皮膚の炎症状態の治療にも有効でありえる。皮膚火傷は、ある種の肉体への損傷でありえ、たとえば熱、化学物質、光、放射線または摩擦によって生じうる。

以下の実施例は本発明を説明するために提供するが実質的には限定されない。

実施例１
微小繊維状セルロース(MFC)は、種々の皮膚生物学関連in vitroモデルを用いて皮膚における効果を評価した。皮膚抗炎症効果および水分およびバリア機能を評価した。正常ヒト表皮ケラチノサイト(NHEK)におけるin vitro 試験のための、MFCの試験濃度は0.01% (0.00016% 有効成分)であった。培養条件37℃、5% CO₂ における正常ヒト表皮ケラチノサイト(NHEK)の細胞タイプを使用した。NHEKの培養培地は、表皮成長因子(EGF) 0.25 ng/ml、下垂体抽出物(PE) 25μg/mlおよびゲンタマイシン25μg/mlを追加したケラチノサイト（keratinosyte）−無血清培地(SFM)からなる。試験および結果は実施例１．１−１．２においてより詳細に記載する。

実施例１．１．NHEK炎症
MFC化合物の抗炎症効果(すなわち緩和、鎮静特性)をポリ(I:C)および炎症性サイトカインの会合で刺激した正常ヒト表皮ケラチノサイト(NEHK)の遺伝子発現プロファイルで評価した。炎症性サイトカインは多種の免疫学的及び炎症性現象に関与する微量天然タンパク分子である。RT-qPCRテクノロジーを用いて、該化合物の効果を細胞層から抽出したmRNAに対する遺伝子発現プロファイルで評価した。抽出したmRNAは、２つのハウスキーピング遺伝子を含む皮膚の炎症における重要性およびアトピー性皮膚炎における関与を対象に選ばれた３２のターゲット遺伝子を含有する専用PCRアレイで解析した。

ケラチノサイトを培養培地に播種し、２４時間培養した。その後培地をアッセイ培地に交換した。アッセイ培地はゲンタマイシン25μg/mlを加えたケラチノサイト−無血清培地(SFM)からなる。順応時間後、培地をMFCの試験化合物または対照NFκBインヒビターIII（5μM）を含有または不含（コントロールの場合）アッセイ培地に交換し、細胞を２４時間プレインキュベートした。アッセイ培地を新しくし、ポリ(I:C)とTh2型サイトカインミックスの会合の存在または不存在（無刺激のコントロールの場合）で、細胞を試験化合物または対照と完全に同一となるように処理し、２４時間インキュベートした。３つの並列実験を行った。

インキュベーション終了後、上清を捨て細胞層をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いて洗い、TRI-Reagent(R)で覆った。プレートをすぐに-80℃で凍らせた。

試験結果は図１に示す。不規則な融解曲線を略称ndと表示する。下方制御された遺伝子（抑制対象無作為選択：６５％未満）をa)と表示し、上方制御された遺伝子（刺激対象無作為選択：１５０％超え）をb)と表示する。

poly(I:C)とサイトカインの会合を伴うNEHKの処理は明らかに炎症性プロファイルを誘導し、アトピー性皮膚炎の病態に関与する多くのマーカーの特徴的な遺伝子発現調節を誘導した。その処理は、サイトカインマーカー(IL1A、IL18、IFNB1、IL4R、TSLP)、ケモカインマーカー(CCL3、CCL5、CCL7、CCL20、CCL22、CCL27およびIL8)および先天性免疫マーカー(TLR3、S100A7、S100A11、RNASE7)の同時上昇として観察される、PCRアッセイで解析されたすべての炎症性マーカーの強い上方制御を誘導した。NHEKの炎症はケラチノサイト分化マーカー(FLG、IVL、KRT10、LASS6)の発現減少ももたらした。対照NFκBインヒビターIII (5μM)はpoly(I:C)とサイトカインの会合によって誘導される炎症を強く抑制した。ケラチノサイト分化マーカー以外は、ほとんどすべてのプロ炎症性会合（サイトカインマーカー、ケモカインマーカーおよび先天性免疫マーカーの発現の上昇）を対照は回復した。これらの結果は予測されアッセイを実証した。

このモデルにおけるMFCの試験化合物から予想されうる主な効果は抗炎症効果¹⁾：サイトカイン；ケモカインおよび先天性免疫関連マーカーの発現減少、およびプロ分化効果²⁾であろう。このモデルで誘導される炎症が、副作用として見られin vivoモデルでは皮膚の外観や質に影響するであろうケラチノサイトの脱分化ももたらすので、プロ分化効果は、予測される。

図１に示す結果に基づき、微小繊維状セルロース(MFC)の化合物は、炎症性マーカーの発現を低下させないけれども、ケラチノサイト分化における抗炎症効果を回復することを認めた。解析されたすべての分化マーカー(IVL、FLG、LOR、KRT10、LASS6)はMFCの存在下で上昇することが認められた。S100A7、CAMP、IFNA2、AFNB1、CCL20およびCCL22などの数種の炎症マーカーの発現も上昇することがわかった。酸化ストレス関連マーカーHMOX1の発現もMFCの存在下で上昇することが認められた。

MFCはアトピー性皮膚炎に主に関する炎症モデルにおいて、ケラチノサイトの脱分化を制限する化合物として示された。

その結果に基づき、MFCはアトピー性皮膚炎を治療するのに使用しうることがわかった。また、たとえば乾癬、皮膚火傷等皮膚の炎症の他の形態の治療にも使用しうる。

実施例１．２．NHEK分化
MFCの化合物の皮膚の水分やバリア機能に及ぼす効果を、正常ヒト表皮ケラチノサイト(NEHK)の遺伝子発現プロファイルを基本条件において評価した。ケラチノサイトに及ぼす化合物の効果を、RT-qPCRテクノロジーを用いて、細胞層から抽出したmRNAで評価した。抽出したmRNAを、３つのハウスキーピング遺伝子を含むケラノサイト分化、成長および表皮再生における重要性のために選ばれた６４のターゲット遺伝子含有専用PCRアレイで解析した。

ケラチノサイトを培養培地に播種し、４８時間培養した。その後培地をアッセイ培地に交換した。アッセイ培地はゲンタマイシン25μg/mlを加えたケラチノサイト−無血清培地(SFM)からなる。順応時間後、培地を試験化合物または対照塩化カルシウム（1.5mM）を含有または不含（コントロールの場合）のアッセイ培地に交換し、細胞を２４時間インキュベートした。３つの並列実験を行った。

インキュベーション終了後、上清を捨て細胞層をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いて洗い、TRI-Reagent(R)で覆った。プレートをすぐに−80℃で凍らせた。

試験結果は図２に示す。不規則な融解曲線を略称ndと表示する。下方制御された遺伝子（抑制対象無作為選択：６５％未満）をa)と表示し、上方制御された遺伝子（刺激対象無作為選択：１５０％超え）をb)と表示する。

試験結果に基づき、MFCが基本条件においてプロ分化効果を示さなかった。

Claims (12)

1. 湿疹、乾癬、かぶれた肌および炎症誘導ケラチノサイトの脱分化から選択される皮膚状態及び疾患における抗炎症剤としての微小繊維状セルロースの使用。
2. 微小繊維状セルロースが、軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローション、ペースト、水分散液、湿ったまたは乾燥した膜、不織布または織物に含まれている請求項１に記載の使用。
3. 湿疹がアトピー性皮膚炎である請求項１に記載の使用。
4. 微小繊維状セルロースが炎症誘導ケラチノサイトの脱分化の予防に使用される請求項１に記載の使用。
5. 皮膚の炎症の治療のための抗炎症剤としての微小繊維状セルロースの使用方法。
6. 微小繊維状セルロースが、軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペーストに含まれる請求項５に記載の方法。
7. 炎症誘導ケラチノサイトの脱分化の予防における微小繊維状セルロースの使用方法。
8. 微小繊維状セルロースが、軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペーストに含まれている請求項７に記載の方法。
9. アトピー性皮膚炎の治療における微小繊維状セルロースの使用方法。
10. 微小繊維状セルロースが、軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペーストに含まれる請求項９に記載の方法。
11. 乾癬の治療における微小繊維状セルロースの使用方法。
12. 微小繊維状セルロースが軟膏、セラム、水性ゲル、フォーム、クリーム、水相と油相のエマルジョン、ローションまたはペーストに含まれる請求項１１に記載の方法。
    

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