WO2019225728A1 - 加齢又は低酸素による皮膚の状態を改善する成分のスクリーニング方法並びに皮下組織の粘弾性を指標とする皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法 - Google Patents

加齢又は低酸素による皮膚の状態を改善する成分のスクリーニング方法並びに皮下組織の粘弾性を指標とする皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法 Download PDF

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fibrosis
subcutaneous
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興治 水越
祥弘 浜中
元紀 黒住
麻里 栗林
麻友 望月
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    • C12Q1/6851Quantitative amplification

Definitions

  • the present invention relates to a screening method for a collagen structure deterioration suppressing component.
  • the present invention also relates to a screening method for components that suppress tissue fibrosis.
  • the present invention also relates to a screening method for components that suppress a decrease in the function of the cell adhesion apparatus.
  • the present invention also relates to an estimation method, an estimation device, and an estimation program for the oxygen level of the subcutaneous tissue using the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index, and an estimation method, an estimation device, and an estimation program for the subcutaneous tissue.
  • the present invention also relates to a method, an estimation device, and an estimation program for the fibrosis level of subcutaneous adipocytes using the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index, and an estimation method, an estimation device, and an estimation program for the subcutaneous tissue viscoelasticity.
  • Patent Document 1 discloses a method of screening a material that improves the reduction of skin wrinkles, sagging, and firmness by using the expression of a gene involved in the control of dermis structure formation as an index.
  • Patent Document 2 discloses a method for screening a component having an effect of preventing or improving wrinkles using an abnormal state of the nuclear membrane of cells as an index.
  • Patent Document 3 discloses a method for screening an active ingredient having effects such as wrinkle improvement, sagging improvement, prevention of reduction of elasticity, prevention of reduction of skin elasticity, and the like, using the expression level of a skin branching component in cells as an index. Is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses a method for screening a sag improving component using the activity of adhesion molecules of subcutaneous fat cells as an index (Patent Document 4).
  • Tight junctions and adherence junctions are cell-to-cell adhesion structures that exist in the form of a belt around the cells, close the gaps by bringing adjacent cells into close contact, and continuously connect the cells.
  • TJ is present in the epidermal cells of the granule layer and plays an important role in preventing water and substances from permeating through the cell gap and maintaining the skin barrier function (for example, non-patent literature). 1). It is also known that normal formation of adherence junctions plays an important role in the formation of tight junctions. It is known that the skin barrier function is weakened with aging, whereby the skin exhibits a dry state (Non-Patent Document 2).
  • Patent Document 5 discloses a screening method for skin barrier function improving components using the activation action of TRPV receptors as an index. It is disclosed.
  • Non-patent Document 3 pO 2 (oxygen partial pressure) of arterial blood is reduced by analysis by blood gas analysis. This indicates that each tissue of the human body is placed in a hypoxic state with aging.
  • the skin is roughly divided into three layers: epidermis, dermis, and subcutaneous tissue.
  • the epidermis can be further classified into four layers, a stratum corneum, a granular layer, a spiny layer, and a basal layer, and the dermis located in the lower layer can be classified into three layers, a papillary layer, a subpapillary layer, and a reticular layer. It is the subcutaneous tissue that plays a role in supporting these epidermis and dermis.
  • subcutaneous tissue Most of the subcutaneous tissue is subcutaneous fat composed of fat lobules in which adipocytes form agglomerates, and have heat retention and buffering action against external force. Fat leaflets are surrounded by a network of connective tissues such as collagen fibers and elastin fibers to form a fiber structure.
  • Palpation has long been used as a method for judging the hardness of the skin, but due to the development of ultrasonic elastography technology (for example, Patent Document 6), the physical characteristics of each layer constituting the skin, in particular, the viscosity. Quantitative measurement of elasticity is possible.
  • biopsy biological tissue diagnosis
  • biopsy is generally performed as a method of pathologically diagnosing fibrosis of body tissue.
  • biopsy is difficult to perform frequently because it involves invasion of the subject.
  • Fibroscan based on the principle of ultrasonic elastography, it is disclosed that evaluation of liver fibrosis can be performed non-invasively (Patent Document 7).
  • a tissue piece collected from a living body may be used as a tool for searching for a new material. Even in searching for a component that affects the collagen structure in the living body, it is theoretically possible to collect a tissue piece such as a dermal tissue containing the collagen structure from the living body and use it as a model. However, since the tissue piece is collected from a living body, the uniformity of its quality is not ensured and there is a problem that the reproducibility is reduced.
  • the first problem to be solved by the present invention is to provide a new technique for screening a component having an effect of suppressing deterioration of collagen structure in a living body.
  • the second problem to be solved by the present invention is to provide a new technique for screening a component having an effect of improving or preventing skin aging, particularly sagging.
  • the third problem to be solved by the present invention is to provide a new technique for screening a component having an effect of improving or preventing a skin aging phenomenon, particularly a decrease in skin barrier function accompanying aging. There is.
  • the fourth problem to be solved by the present invention is to provide a novel technique that enables estimation of viscoelasticity of subcutaneous tissue or fibrosis level of subcutaneous fat cells and oxygen level.
  • the fifth problem to be solved by the present invention is a novel technique that makes it possible to estimate the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the fiber structure that wraps the fat cells from the physical measurement value inside the skin. To provide technology.
  • the present inventor has completed the present invention. That is, the present invention that solves the first problem is to reduce the increase in the degree of collagen fiber cohesion when a test component is added to a collagen-containing composition in which cells are dispersed and incubated under hypoxic conditions. It is a screening method for a component that suppresses deterioration of collagen structure due to hypoxic conditions and / or aging, characterized by using an effect as an index. According to the present invention, it is possible to easily screen for a component that suppresses deterioration of the collagen structure accompanying hypoxic conditions or aging.
  • the collagen-containing composition is incubated under hypoxic conditions in the presence and absence of the test component,
  • the test component is a component that suppresses deterioration of collagen structure due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the present invention can be applied to screening for a component that suppresses deterioration of the collagen structure of connective tissue accompanying hypoxic conditions and aging.
  • the cell is a connective tissue cell.
  • connective tissue cells constituting the connective tissue it is possible to more accurately screen for a collagen structure deterioration suppressing component in the connective tissue.
  • the degree of cohesion of the collagen fibers is evaluated based on a microscopic image of the collagen fibers after the incubation.
  • a microscopic image By adopting a form based on a microscopic image, it is possible to easily evaluate the degree of collagen fiber cohesion.
  • the microscopic image is subjected to image analysis processing, and the degree of collagen fiber cohesion is evaluated based on an image analysis processing result obtained by quantifying the degree of collagen fiber cohesion.
  • image analysis processing By adopting a form for quantitative evaluation in this way, screening with higher accuracy can be realized.
  • a Fourier transform image representing a two-dimensional spatial frequency power spectrum is obtained by performing a Fourier transform process on the microscopic image, A waveform obtained by setting a straight line passing through at least the origin of the Fourier transform image and plotting the power of the Fourier transform image on the straight line in the length direction of the straight line, or A substantially rectangular area image including at least the origin thereof is cut out from the Fourier transform image, and the average value of the power in the minor axis direction of the cut out substantially rectangular area image is obtained by plotting in the major axis direction of the substantially rectangular area image. Waveform, It is characterized by obtaining. By using the Fourier transform, it becomes easy to quantitatively evaluate a complex microscopic image.
  • At least a part of the inclined portion of the waveform is cut out, an approximate straight line of the inclined portion is created, and the degree of variation in the data constituting the waveform with respect to the approximate straight line is smaller, the collagen structure It is judged that it is excellent in the effect which suppresses deterioration of this.
  • a simpler screening is possible by evaluating the degree of collagen structure cohesion based on a one-dimensional scale of the degree of data variation.
  • the degree of variation is evaluated by a standard deviation.
  • highly accurate evaluation can be performed from a statistical viewpoint.
  • the low oxygen condition is a condition in which an oxygen concentration in a cell culture atmosphere is 5% or less. By performing incubation under such conditions, screening can be performed more effectively.
  • the present invention can be applied to a screening method for anti-aging components.
  • the present invention can also be applied to a method for improving wrinkles, sagging or tension reduction with age or screening for preventive ingredients.
  • the present invention also relates to an inhibitor of deterioration of collagen structure due to hypoxic conditions and / or aging, which contains, as an active ingredient, an extract of a plant belonging to the genus Malvaceae Malva.
  • the present invention for solving the second problem is based on the effect of reducing the increase in lox gene expression in cells cultured under hypoxic conditions, This is a screening method for a component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions and / or aging.
  • a component that suppresses fibrosis of subcutaneous adipocytes due to hypoxic conditions and / or aging can be easily screened.
  • the cell is an adipocyte.
  • the component which suppresses fibrosis of a subcutaneous fat cell can be screened more accurately.
  • the present invention is preferably applied to a screening method for anti-aging components.
  • the present invention is preferably applied to a method for screening sagging improvement or preventive components associated with aging.
  • the amount of lox gene expression in cells cultured under hypoxic conditions in the presence of the test component is low compared to cells cultured under hypoxic conditions in the absence of the test component.
  • the test component is determined to be a component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the low oxygen condition is a condition where the oxygen concentration in the cell culture atmosphere is 5% or less. Screening can be performed more effectively by culturing cells under such conditions.
  • an increase in the expression level of the vegf gene is used as an indicator that a hypoxic response occurs in cells cultured under hypoxic conditions.
  • the present invention also relates to an active ingredient found by the above screening method.
  • the present invention contains an extract of a plant belonging to the genus Caryophyllaceae Saponaria as an active ingredient, and suppresses the increase in lox gene expression due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the present invention also relates to an agent and an inhibitor of fibrosis of subcutaneous fat cells, and an agent for improving or preventing sagging with aging.
  • Non-Patent Document 2 the barrier function of the skin decreases with aging
  • Non-patent Document 3 the present inventors focus on the possibility that the decrease in skin barrier function is caused by hypoxic conditions. did.
  • the present inventors have found that occludin, claudin and zo-1, which are genes involved in the formation of tight junctions, and adducts in epidermal cells placed under hypoxic conditions. It was found that a decrease in the expression level of the cadherin gene, which is a gene involved in the formation of the Helens junction, was observed, and the present invention was completed.
  • the present invention that solves the above third problem uses as an index the inhibitory effect on the decrease in the expression of a gene selected from the occludin gene, claudin gene, zo-1 gene, and cadherin gene in cells cultured under hypoxic conditions.
  • This is a screening method for a component that suppresses the functional deterioration of the cell adhesion apparatus for epidermis due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the effect of suppressing the decrease in the expression of a gene selected from the occuludin gene, claudin gene and zo-1 gene in cells cultured under hypoxic conditions is used as an index.
  • the component which suppresses the functional deterioration of the tight junction of the epidermis by hypoxic conditions and / or aging can be screened.
  • the effect of suppressing the decrease in cadherin gene expression in cells cultured under hypoxic conditions is used as an index.
  • the component which suppresses the function fall of the adherence junction of the epidermis by hypoxic conditions and / or aging can be screened.
  • the cell is a keratinocyte.
  • keratinocytes By using keratinocytes, it is possible to screen for a component that suppresses the decrease in the tight junction function of the epidermis with higher accuracy.
  • the present invention is preferably applied to a screening method for anti-aging components.
  • the present invention is preferably applied to a screening method for an improvement or prevention component of the skin barrier function with aging.
  • the occludin gene, claudin gene and zo in cells cultured under hypoxic conditions in the presence of the test component compared to cells cultured under hypoxic condition in the absence of the test component.
  • the test component is determined to be a component that suppresses a decrease in tight junction function of the epidermis due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the low oxygen condition is a condition where the oxygen concentration in the cell culture atmosphere is 5% or less.
  • an increase in the expression level of the vegf gene is used as an indicator that a hypoxic response occurs in cells cultured under hypoxic conditions.
  • screening can be performed while confirming that the accuracy is high.
  • the present invention also relates to an agent containing a component whose effectiveness has been confirmed by the screening method described above.
  • the present invention includes an extract of a plant belonging to the genus Lamiaceae Mentha as an active ingredient, and an inhibitor of decreased expression of claudin gene due to hypoxic conditions and / or aging
  • the present invention also relates to an agent for suppressing a decrease in function of a cell adhesion apparatus for epidermis and an agent for improving or preventing a decrease in skin barrier function associated with aging.
  • the present inventors have found that there is a correlation between the level of subcutaneous tissue viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis and the oxygen level, The present invention has been completed.
  • the present invention that solves the fourth problem described above uses the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level and the subcutaneous tissue oxygen level, A method for estimating an oxygen level, wherein the oxygen level is estimated using a fibrosis level or a fibrosis level of a subcutaneous fat cell as an index.
  • the oxygen level of the subcutaneous tissue can be estimated from the physical characteristics or physiological characteristics such as the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells.
  • a regression equation having a measured value of the viscoelasticity of subcutaneous tissue or a fibrosis level of subcutaneous fat cells as an explanatory variable and an evaluation value of the oxygen level of subcutaneous tissue as an objective variable is used.
  • the oxygen level is calculated from a measured value of the fibrosis level of viscoelasticity or subcutaneous fat cells.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue is measured by ultrasonic elastography.
  • the measurement result of the viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be obtained noninvasively and quantitatively, and the oxygen level of the subcutaneous tissue can be estimated more accurately.
  • the viscoelasticity is a viscoelasticity of a subcutaneous tissue upper layer.
  • the oxygen level of the subcutaneous tissue can be estimated more accurately by using the viscoelasticity of the upper layer of the subcutaneous tissue as an index.
  • the present invention uses the correlation between the viscoelasticity of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue, and the viscoelasticity of subcutaneous tissue or fibers of subcutaneous fat cells.
  • An oxygen level estimation device for estimating the oxygen level using a measured value of the activation level as an index, Storage means for storing correlation data indicating the correlation;
  • An oxygen level calculation means for calculating the oxygen level by comparing the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells with the correlation data stored in the storage means;
  • the present invention uses the correlation between the viscoelasticity of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue, and the viscoelasticity of subcutaneous tissue or fibers of subcutaneous fat cells.
  • the oxygen level calculation means for calculating the oxygen level by checking the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells with the correlation data indicating the correlation It is made to function.
  • the present invention also uses the correlation between the viscoelasticity of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue, using the oxygen level of the subcutaneous tissue as an index,
  • the present invention also relates to a method for estimating viscoelasticity of subcutaneous tissue or fibrosis level of subcutaneous fat cells, characterized by estimating fibrosis level of viscoelasticity or subcutaneous fat cells.
  • the present invention is opposite to the above-described method for estimating the oxygen level of the subcutaneous tissue.
  • viscoelasticity of subcutaneous tissue or fibrosis level of subcutaneous fat cells can be estimated from the physiological characteristic of oxygen level of subcutaneous tissue.
  • the evaluation value of the subcutaneous tissue oxygen level is used as an explanatory variable, and a regression equation having a measured value of the subcutaneous tissue viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level as a target variable is used.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells is calculated from the evaluation value of the oxygen level.
  • the oxygen level of the subcutaneous tissue is measured by near infrared spectroscopy.
  • the measurement result of the oxygen level of the subcutaneous tissue can be obtained noninvasively and quantitatively, and the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells can be estimated with higher accuracy.
  • the viscoelasticity is a viscoelasticity of a subcutaneous tissue upper layer.
  • the present invention is particularly useful for estimating viscoelasticity of the upper layer of subcutaneous tissue.
  • the present invention also uses the correlation between the viscoelasticity of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue, using the oxygen level of the subcutaneous tissue as an index,
  • a viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level estimation device for estimating viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level, comprising: Storage means for storing correlation data indicating the correlation; Viscoelasticity or fibrosis level calculation means for calculating the viscoelasticity or fibrosis level by comparing the oxygen level of the subcutaneous tissue of the subject with the correlation data stored in the storage means, To do.
  • the present invention also uses the correlation between the viscoelasticity of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue, using the oxygen level of the subcutaneous tissue as an index,
  • a viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level estimation program for estimating viscoelasticity or subcutaneous adipocyte fibrosis level comprising: Computer As a viscoelasticity or fibrosis level calculating means for calculating the viscoelasticity or fibrosis level by comparing the oxygen level of the subcutaneous tissue of the subject with the correlation data indicating the correlation, It is made to function.
  • the present invention for solving the fifth problem uses the correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells, and uses the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index.
  • a fibrosis level estimation method characterized by estimating a fibrosis level.
  • the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be estimated from the physical property of viscoelasticity of the subcutaneous tissue.
  • a regression equation having the measured value of the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an explanatory variable and the evaluation value of the fibrosis level of the subcutaneous fat cell as an objective variable is used.
  • the fibrosis level is calculated.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue is measured by ultrasonic elastography.
  • the measurement result of the viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be obtained noninvasively and quantitatively, and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells can be estimated with higher accuracy.
  • the viscoelasticity is a viscoelasticity of a subcutaneous tissue upper layer.
  • the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be estimated more accurately by using the viscoelasticity of the upper layer of the subcutaneous tissue as an index.
  • the present invention uses a correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells, and uses the correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index to estimate the fibrosis level. It also relates to a level estimation device.
  • the fibrosis level estimation apparatus of the present invention comprises: Storage means for storing correlation data indicating the correlation; And a fibrosis level calculating means for calculating the fibrosis level by comparing viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the skin of the subject with the correlation data stored in the storage means.
  • the present invention uses a correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells, and uses the correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index to estimate the fibrosis level. It also relates to a level estimation program.
  • the fibrosis level estimation program of the present invention comprises: Computer By comparing the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin with correlation data indicating the correlation, as a fibrosis level calculating means for calculating the fibrosis level, It is made to function.
  • the present invention also uses the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the subcutaneous adipocyte fibrosis level to estimate the subcutaneous tissue viscoelasticity using the subcutaneous adipocyte fibrosis level as an index.
  • the present invention also relates to a method for estimating viscoelasticity of subcutaneous tissue.
  • the present invention is opposite to the method for estimating the fibrosis level of subcutaneous adipocytes described above.
  • viscoelasticity of a subcutaneous tissue can be estimated from a physiological / anatomical characteristic such as a fibrosis level of subcutaneous fat cells.
  • the evaluation of the fibrosis level of the subcutaneous fat cells is performed using a regression equation having the evaluation value of the fibrosis level of the subcutaneous fat cells as an explanatory variable and the measurement value of the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as the objective variable.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue is calculated from the value.
  • the fibrosis level of the subcutaneous fat cells is measured by an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the measurement result of the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be obtained non-invasively and quantitatively, and viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be estimated with higher accuracy.
  • an echo image of a subcutaneous tissue is acquired by an ultrasonic diagnostic apparatus, a histogram is generated from the image, and a fibrosis level of the subcutaneous fat cell is calculated as a skewness of the histogram. .
  • the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be objectively evaluated, and viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be estimated more accurately.
  • the viscoelasticity is a viscoelasticity of a subcutaneous tissue upper layer.
  • the present invention is particularly useful for estimating viscoelasticity of the upper layer of subcutaneous tissue.
  • the present invention also uses the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the subcutaneous adipocyte fibrosis level to estimate the subcutaneous tissue viscoelasticity using the subcutaneous adipocyte fibrosis level as an index. It also relates to a viscoelasticity estimation device for subcutaneous tissue.
  • the viscoelasticity estimation apparatus of the present invention is Storage means for storing correlation data indicating the correlation; Viscoelasticity calculating means for calculating the viscoelasticity by comparing the fibrosis level of the subcutaneous fat cells of the subject with the correlation data stored in the storage means.
  • the present invention also uses the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the subcutaneous adipocyte fibrosis level to estimate the subcutaneous tissue viscoelasticity using the subcutaneous adipocyte fibrosis level as an index. It also relates to a viscoelasticity estimation program for subcutaneous tissue.
  • the viscoelasticity estimation program of the present invention is Computer As the viscoelasticity calculating means for calculating the viscoelasticity by comparing the fibrosis level of the subcutaneous fat cells of the subject with the correlation data indicating the correlation, It is made to function.
  • the present invention it is possible to easily screen for a component that suppresses deterioration of collagen structure due to hypoxic conditions and / or aging.
  • an anti-aging component specifically, a component that suppresses tissue fibrosis due to hypoxic conditions and / or aging can be easily screened.
  • an agent containing an extract of a plant belonging to the genus Cervaceae, which has been confirmed to be effective by the screening method of the present invention, as an active ingredient is an inhibitory effect on the increase in lox gene expression due to hypoxic conditions and / or aging, It exerts an effect of suppressing fibrosis of subcutaneous fat cells and an effect of improving or preventing sagging associated with aging.
  • an anti-aging component specifically, a component that suppresses a decrease in the tight junction function of the epidermis caused by hypoxic conditions and / or aging.
  • the oxygen level of the subcutaneous tissue can be estimated from the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells. Further, according to the present invention, the viscoelasticity of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells can be estimated from the oxygen level of the subcutaneous tissue.
  • the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be estimated from the viscoelasticity of the subcutaneous tissue. Further, according to the present invention, the viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be estimated from the fibrosis level of the subcutaneous fat cells.
  • a rectangular area image centered on the origin is cut out from the Fourier transform image (upper stage), and the average power in the minor axis (vertical) direction of the extracted rectangular area image is determined as the major axis (lateral) direction of the substantially rectangular area image.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing that an inclined portion of waveform data (upper stage) is cut out (lower stage) and an approximate straight line is created for data constituting the waveform.
  • the electron micrograph image which image
  • the data which comprises the waveform in the inclination part of a waveform, and the approximate straight line calculated about the data are represented.
  • FIG. 10 is a graph in which the power difference ( ⁇ power) between the approximate straight line shown in FIG. 9 and the data constituting the waveform is plotted on the vertical axis. It is a microscope picture which shows the difference in the fiber structure of a subcutaneous fat cell in the cell cultured on normal oxygen concentration conditions and low oxygen conditions. It is a bar graph showing the expression levels of the vegf gene, col1a1 gene, col3a1 gene, tgf- ⁇ gene, and lox gene in cells cultured under normal oxygen concentration conditions and low oxygen conditions. It is a bar graph showing the expression level of the lox gene in the cell which added the sorghum leaf extract or the grape leaf extract, and was culture
  • (A) shows an image with a low degree of fibrosis
  • (B) shows an image with a high degree of fibrosis
  • (C) represents an image having a large skewness of the histogram corresponding to (A)
  • (D) represents an image having a small skewness of the histogram corresponding to (B).
  • 14 is a graph showing the results of regression analysis for the analysis results of Test Example 11.
  • the screening method of the component which improves the state or function of skin by this.
  • the “change in the state of the culture system” refers to a change in the expression of a skin state-related gene in cells cultured under a predetermined condition, and a change in the environment outside the cell such as a cell culture medium or a scaffold.
  • the “skin state or function” includes skin wrinkles, sagging or firmness, collagen structure change (including fibrosis), barrier function, and the like.
  • the present invention that solves the first problem is a method for screening a component that suppresses deterioration of the collagen structure due to cross-linking of collagen fibers that proceeds under hypoxic conditions.
  • the present invention can also target components that suppress deterioration of collagen structure due to aging.
  • collagen is the main component of connective tissues such as bone, teeth, cartilage, fat, tendon, ligament, dermis and subcutaneous tissue. Therefore, this invention can be applied to the screening method of the component which suppresses the deterioration of the collagen structure of a connective tissue.
  • the present invention is preferably applied to a screening method for an anti-aging component, more specifically, an improvement in wrinkle, sagging or tension reduction associated with aging or a preventive component.
  • an anti-aging component more specifically, an improvement in wrinkle, sagging or tension reduction associated with aging or a preventive component.
  • Collagen-containing composition in which cells are dispersed is used.
  • the collagen-containing composition is a composition containing collagen, and its specific configuration is not limited as long as the composition does not inhibit cell culture.
  • the collagen-containing composition preferably contains various components for cell culture.
  • MEM Minimum Essential Medium
  • BME Basic Medium Eagle
  • DMEM Dulbecco's Modified Eagle Medium
  • EMEM Eagle's minimal essential medium, DM.
  • the collagen-containing composition may be liquid or gel.
  • the collagen-containing composition is preferably in the form of a collagen gel from the viewpoint of approaching the presence mode of collagen in the living body, more specifically the mode of connective tissue.
  • the type of collagen contained in the collagen-containing composition is not particularly limited, but fibrous collagens such as type I to type III, type V and type XI can be preferably exemplified.
  • Collagen can be obtained by extraction from connective tissue such as animal skin.
  • collagen a commercially available product can be used without particular limitation. Examples include Atelocollagen / Native Collagen Acidic Solutions (manufactured by Koken Co., Ltd.), Cellmatrix Type IA (manufactured by Nitta Gelatin Co., Ltd.), collagen type III bovine dermis (manufactured by Nippi Co., Ltd.), and the like.
  • the concentration of collagen in the collagen-containing composition is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass, still more preferably 0.1 to 5% by mass, and still more preferably 0. .3 to 2% by mass, more preferably 0.5 to 1.5% by mass.
  • the type of cells dispersed in the collagen-containing composition is not particularly limited, and primary cultured cells collected from a living body or established cultured cells can be used.
  • Collagen is a major component of connective tissue. Therefore, from the viewpoint of improving accuracy as a model that reproduces connective tissue in the living body, fibroblasts, reticulum cells, histiocytes, plasma cells, lymphocytes, adipocytes, mast cells, granulocytes, pigment cells, etc. It is preferable to use connective tissue cells, and it is particularly preferable to use fibroblasts.
  • primary cultured cells and established cell lines are commercially available and can be used without limitation for the present invention.
  • the number of cells dispersed in the collagen-containing composition is not particularly limited.
  • the number of cells per mL of the collagen-containing composition is preferably 1 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 6 , more preferably 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 5 , and even more preferably 5 ⁇ 10 3. Up to 5 ⁇ 10 4 can be used as a guide.
  • the method for preparing the collagen-containing composition is not particularly limited. First, it is preferable to prepare a collagen-containing composition by preparing a collagen solution that constitutes a collagen-containing composition, adding a separately prepared cell suspension thereto, and mixing them.
  • Test component The aspect at the time of adding a test component to a collagen containing composition is not limited.
  • a solution containing a test component is added to the collagen-containing composition.
  • the solution containing the test component preferably contains the same basic medium and serum medium components as those used for the preparation of the collagen-containing composition.
  • the culture container When practicing the present invention with the collagen-containing composition in the form of a collagen gel, the culture container is filled with the solution before the collagen-containing composition is gelled, and left in a CO 2 incubator for several hours to completely It is preferable to add the test component after the gelled state. In addition, it is preferable to add the test component after peeling the gelled collagen-containing composition from the inner wall of the culture container before adding the test component.
  • the amount of the test ingredient solution added to the collagen-containing composition is not particularly limited.
  • the volume ratio of the test ingredient solution to the collagen-containing composition is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.2 to 5, and still more preferably 0.3 to 2.
  • the collagen-containing composition is incubated under hypoxic conditions. Since the oxygen concentration is about 18 to 19% in a CO 2 incubator in normal cell culture, incubation is performed at a lower oxygen concentration. Specifically, the incubation is preferably performed at an oxygen concentration of preferably 15% or less, more preferably 10% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 5% or less, and even more preferably 3% or less.
  • the lower limit of the oxygen concentration is not particularly limited as long as the cells dispersed in the collagen-containing composition do not die, but the oxygen concentration is preferably 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.
  • a CO 2 incubator for low oxygen concentration culture for example, manufactured by Ikemoto Rika Kogyo Co., Ltd.
  • a cylinder such as nitrogen gas or mixed gas in addition to carbon dioxide gas
  • you may use the hypoxic culture instrument (for example, the product made from a Sugiyama Giken) which consists of a gas-barrier pouch provided with a concentration regulator.
  • the incubation period is not particularly limited, and can be appropriately designed in consideration of the type and number of cells dispersed in the collagen-containing composition, the time required to reach confluence based on this, and the like.
  • the standard is preferably 12 hours to 10 days, more preferably 1 day to 9 days, and even more preferably 3 days to 8 days.
  • the medium may be changed using a medium containing the test component.
  • the method for confirming the degree of collagen fiber cohesion in the collagen-containing composition after the incubation is not particularly limited, but observation with a microscope, particularly an electron microscope, can be preferably exemplified.
  • a microscope particularly an electron microscope
  • the electron microscope any of a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), and a scanning transmission electron microscope (STEM) may be used.
  • the degree of collagen fiber cohesion in the collagen-containing composition is evaluated based on a microscopic image.
  • a portion where collagen fibers appear to be bundled and aggregated when observed with a microscope is a bound portion of collagen fibers.
  • the number and size of the binding portions are observed, and when the degree is large, it can be evaluated that the binding degree is high.
  • the embodiment of the evaluation based on the microscopic image is not particularly limited.
  • the cohesion degree may be functionally evaluated based on a reference photograph prepared in advance.
  • it is good also as a form which performs an image analysis process with respect to a microscope image, and evaluates a cohesion degree based on the image analysis process result which quantified the cohesion degree of the collagen fiber.
  • the method of image analysis processing here is not particularly limited.
  • the bound portion tends to be displayed with high intensity (high brightness, high brightness, high brightness, etc.). Therefore, the degree of cohesion can be quantitatively evaluated by calculating the parameters of intensity (luminance, brightness, luminance, etc.) by image analysis processing.
  • the Fourier transform is a periodicity evaluation method.
  • a Fourier transform image representing a two-dimensional spatial frequency power spectrum in which the power is expressed by shading is obtained.
  • the center of the Fourier transform image is the origin of wave number 0, and the higher the wave number, the farther away from the origin.
  • Examples of the Fourier transform technique include discrete Fourier transform (DFT), fast Fourier transform (FFT) with a reduced amount of calculation, and the like. Note that since it is usually a gray scale image that can be handled by Fourier transform, it is preferable to perform Fourier transform after converting the microscopic image to gray scale.
  • DFT discrete Fourier transform
  • FFT fast Fourier transform
  • the power waveform can be calculated by any of the following methods.
  • the vertical axis represents power, but the power is expressed by shading in the Fourier transform image. Therefore, the power can be calculated based on the luminous intensity, brightness, and brightness of the Fourier transform image.
  • the horizontal axis is frequency, but since the Fourier transform image is processed on the computer as a digital image, it is acquired as position information based on pixels.
  • the bound portion of the collagen structure tends to be displayed with high brightness, high brightness, or high brightness. That is, when the degree of cohesion of the collagen structure is high, a region having high brightness, high brightness, or high brightness appears frequently in the microscopic image. Therefore, in the two-dimensional spatial frequency power spectrum obtained by Fourier transforming this, there is a tendency that the power for each frequency tends to vary. Therefore, it can be evaluated that the higher the degree of power variation represented by the waveform, the higher the degree of cohesion of the collagen fibers represented in the microscopic image that is the original data.
  • the degree of the variation can be evaluated by the variation in data constituting the waveform with respect to the approximate straight line (FIG. 5) in the inclined portion of the waveform.
  • the power difference ( ⁇ power) between the approximate straight line and the data constituting the waveform can be calculated, and the dispersion of the data constituting the waveform can be objectively evaluated based on the standard deviation of the ⁇ power data set. .
  • an extract of a plant belonging to the genus Malvaceae Malva has an effect of suppressing deterioration of the collagen structure due to hypoxic conditions or aging. That is, an extract of a plant belonging to the genus Mallow is a tissue mainly composed of collagen, which is an improvement in functional deterioration of connective tissues such as bone, teeth, cartilage, fat, tendon, ligament, dermis, subcutaneous tissue, or the like. Effective for prevention.
  • the extracts of plants belonging to the genus Mallow are related to the effect of suppressing the deterioration of the collagen structure, and more specifically, anti-aging action, more specifically, skin wrinkles, sagging or firmness accompanying aging. It can be said that there is an improvement or prevention effect of the decrease.
  • Examples of plants belonging to the genus Mallow, which is an active ingredient of the present invention, include Malva aegyptia L. Malva alcea L .; Malva alcea var. fastigita (Cav.) K.M. Koch, Malva arborea (L.) Webb & Berthel. Malva assurgentiflora (Kellogg) M .; F. Ray, Malva borealis Wallman, Malva canariens M. et al. F. Ray, Malva cathayensis M .; G. Gilbert, Y.M. Tang & Dorr, Malva critica Cav. , Malva critica subsp.
  • the extraction site for obtaining an extract of a plant belonging to the genus Mallow is not particularly limited, and one or more selected from flowers, leaves, stems, roots, and seeds of plants are used to extract the extract. Can be obtained. Among these, an extract obtained from a flower is particularly preferable.
  • the plant extract in the present invention can be prepared by using a plant grown in Japan, a plant grown in Japan, or a product from Japan sold as a herbal medicine raw material, or a plant such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles the extract.
  • the plant is preferably processed in advance so as to improve the extraction efficiency by crushing or chopping.
  • 1 to 30 parts by mass of a solvent is added to 1 mass of the plant or a dried product thereof, and the extract is immersed for several days at room temperature and for several hours at a temperature near the boiling point. After the immersion, the solution can be cooled to room temperature, insolubles can be removed if desired, and the solvent can be removed by concentration under reduced pressure. Thereafter, fractionation and purification can be performed by column chromatography packed with silica gel or ion exchange resin to obtain a desired extract.
  • the extraction solvent is preferably a polar solvent, and alcohols such as water, ethanol, isopropyl alcohol and butanol, and polyhydric alcohols such as 1,3-butanediol and polypropylene glycol.
  • alcohols such as water, ethanol, isopropyl alcohol and butanol
  • polyhydric alcohols such as 1,3-butanediol and polypropylene glycol.
  • Preferred examples include one or more selected from the group, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran.
  • the present invention is preferably in the form of an external preparation or an oral preparation.
  • external preparations cosmetics, quasi-drugs, pharmaceuticals and the like can be suitably exemplified, and any commonly used component can be contained as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • optional ingredients include macadamia nut oil, avocado oil, corn oil, olive oil, rapeseed oil, sesame oil, castor oil, safflower oil, cottonseed oil, jojoba oil, coconut oil, palm oil, liquid lanolin, and hardened coconut oil.
  • Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate and sorbitan sesquioleate
  • glycerin fatty acids such as glyceryl monostearate
  • propylene glycol fatty acid esters (monostearies) Propylene glycol acid)
  • hardened castor oil derivative glycerin alkyl ether
  • POE sorbitan fatty acid esters POE sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, etc.
  • POE sorbite fatty acid esters POE-sorbit monolaurate
  • POE glycerin fatty acid esters such as POE-glycerin monoisostearate
  • POE fatty acid esters polyethylene glycol monooleate, POE distearate, etc.
  • POE alkyl ethers such as POE2-octyldodecyl ether
  • POE alkylphenyl Ethers POE alkyl
  • Oral preparations include, for example, general foods such as confectionery, bread and noodles, drink preparations, food groups with the purpose of promoting health in the form of capsules and tablets (for example, foods for specified health use), granules, powders
  • Examples of such drugs include capsules, capsules, orally administered drugs in the form of tablets.
  • an oral dosage form it can contain an arbitrary optional component.
  • optional ingredients include foods such as salt, sugar, sodium glutamate, sodium inosinate, vinegar and other flavoring ingredients, coloring ingredients, flavoring ingredients such as flavors, thickeners, emulsifying / dispersing agents, and preservatives.
  • Stabilizers various vitamins and the like can be preferably exemplified, and if it is a food group or pharmaceutical product having the purpose of promoting health, excipients such as crystalline cellulose and lactose, binders such as arabic gum and hydroxypropylcellulose, croscarm Preferred examples include disintegrants such as loin sodium and starch, lubricants such as magnesium stearate, flavoring agents, flavoring agents, coloring agents, various vitamins and the like. By treating these according to a conventional method, the composition for oral administration of the present invention can be produced.
  • the total content of the plant extract in the oral preparation can be 0.05 to 100% by mass, more preferably 30 to 80% by mass as a solid content. In addition, it is preferable to take 10 to 1000 mg of the plant extract as a solid content once or in several divided doses.
  • the present invention that solves the second problem is a method of screening for a component that suppresses fibrosis of subcutaneous adipocytes that progress under hypoxic conditions.
  • the present invention can also target components that suppress fibrosis of subcutaneous adipocytes due to aging.
  • fibrosis refers to a phenomenon in which a tissue becomes hard due to an abnormal increase in collagen surrounding the tissue or cross-linking of collagen fibers.
  • an increase in the expression level of collagen itself and an increase in the expression level of genes involved in the cross-linking reaction of the collagen fiber structure can be assumed, but as a result of the inventor's earnest research, subcutaneous adipocytes generated under hypoxic conditions It became clear that the increase in the expression level of the lox gene is deeply involved in fibrosis.
  • LOX lysine oxidase
  • LOX lysine oxidase
  • LOX is an extracellular enzyme that catalyzes the reaction of forming an aldehyde group at the lysine residue of collagen and elastin precursor.
  • aldehydes are highly reactive, and spontaneously react with other oxidized lysine-derived aldehyde groups and unmodified lysine residues.
  • the result is collagen and elastin cross-linking, which is important for collagen fiber stabilization and mature elastin integrity and elasticity.
  • the lox gene itself plays an important role in stabilizing the tissue, but it causes fibrosis due to increased expression.
  • fibrosis of subcutaneous adipocytes under hypoxia is caused not by an increase in collagen expression but by an increase in lox gene expression. Therefore, it can be said that the component that suppresses the increase in lox gene expression under hypoxic conditions is a component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions or aging.
  • the present invention has an essential configuration that uses the effect of reducing the increase in lox gene expression in cells cultured under hypoxic conditions as an index.
  • the present invention can be suitably applied to a screening method for a component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the present invention is preferably applied to a screening method for an anti-aging component, more specifically, an improvement in sagging associated with aging or a preventive component.
  • the cell used in the present invention may be an established cultured cell line or a primary cultured cell.
  • the type of cells is not particularly limited, but it is preferable to use fat cells. Brown adipocytes or white adipocytes may be used, but white adipocytes are preferably used. Mature subcutaneous fat cells obtained by differentiating subcutaneous fat precursor cells may be used in the present invention.
  • the medium used for cell culture can be any known medium suitable for the cells used.
  • the growth medium, differentiation medium, and maintenance medium used when differentiating subcutaneous fat precursor cells into subcutaneous fat cells may be any known ones, and commercially available kits may be used.
  • the present invention it is essential to culture cells under hypoxic conditions. Since the oxygen concentration is about 18 to 19% in the CO 2 incubator in normal cell culture, the cells are cultured at an oxygen concentration lower than this. Specifically, the cells are cultured at an oxygen concentration of preferably 15% or less, more preferably 10% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 5% or less, and even more preferably 3% or less.
  • the lower limit of the oxygen concentration is not particularly limited as long as the cultured cells do not die, but the cells are preferably cultured at an oxygen concentration of 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.
  • a CO 2 incubator for low oxygen concentration culture for example, manufactured by Ikemoto Rika Kogyo Co., Ltd.
  • a cylinder such as nitrogen gas or mixed gas in addition to carbon dioxide gas
  • you may use the hypoxic culture instrument (for example, the product made from a Sugiama Giken) which consists of a gas-barrier pouch provided with a gas concentration regulator.
  • a test component is added to the medium of cells cultured under hypoxic conditions, and the expression level of the lox gene is measured after culturing for a predetermined period.
  • the method for measuring the expression level of the lox gene is not limited, and a method of measuring the mRNA level of the lox gene in the collected cells by RT-PCR is preferable.
  • the expression level of lox gene increases.
  • the test component when the test component is added to the medium and the degree of increase in the expression of the lox gene under hypoxic conditions is reduced, the test component is a hypoxic condition and / or aging of subcutaneous adipocytes due to aging. A component that suppresses fibrosis is determined and selected.
  • a control experiment is also preferably performed. That is, the expression level of the lox gene in the cells cultured under the hypoxic condition in the presence of the test component is compared with the cells cultured under the hypoxic condition in the absence of the test component.
  • the expression level of the lox gene is lower in the latter than in the former, it is preferable to determine that the test component is a component that suppresses tissue fibrosis due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the test system can be evaluated as appropriate, and the accuracy of screening can be improved.
  • the screening method of the present invention components that suppress fibrosis of subcutaneous adipocytes due to hypoxic conditions and / or aging can be screened. And this invention relates also to the agent which contains the component discovered by the said screening method as an active ingredient.
  • Examples of the component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions and / or aging include extracts of plants belonging to the genus Caryophyllaceae Saponaria.
  • Saponaria officinalis Although it does not specifically limit as a plant which belongs to Nadesicoaceae genus Saponaria, Saponaria officinalis can be illustrated.
  • the plant extract according to the present invention can be prepared using plants grown or grown in Japan or abroad, such as Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles
  • the plant extract means not only the plant extract itself but also the extract fraction, the purified fraction, the extract or fraction, and the solvent-removed product of the purified product.
  • an extract using a plant sold as a native or grown plant, a herbal medicine raw material or the like, a commercially available extract and the like can be mentioned.
  • Extraction solvents include water, alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol and butanol, polyhydric alcohols such as 1,3-butanediol and polypropylene glycol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran. 1 type or 2 types or more selected from polar solvents, such as these, can be illustrated as a suitable thing.
  • a specific extraction method for example, 1 to 30 parts by mass of a solvent is added to 1 part by mass of a part used for extraction of a plant or the like or a dried product thereof, and the temperature may be around the boiling point for several days at room temperature. For example, after immersion for several hours and cooling to room temperature, the insoluble matter and / or solvent may be removed if desired, and fractional purification may be performed by column chromatography or the like.
  • the agent of the present invention is appropriately combined with an arbitrary component used for formulation to be in the form of an external preparation or an oral preparation.
  • an external preparation forms, such as cosmetics, a quasi-drug, and a skin external medicine, are mentioned, for example.
  • those dosage forms are not particularly limited.
  • the form of cosmetics that can be used continuously is preferable from the viewpoint of the use of improving or preventing skin sag associated with aging, and among them, lotion, cosmetic liquid, milky lotion, cream, gel, suncare product. Etc. are preferable.
  • an oral preparation it is preferably in the form of a food composition containing the agent of the present invention as an active ingredient. More specifically, it is preferable to use a supplement form having dosage forms such as general foods, tablets, granules, and drinks.
  • the content of the plant extract in the external preparation (dry mass in the case of the extract) is usually 0.00001% by mass or more, preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, Usually, it is 80 mass% or less, Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • the amount of intake per dose is usually 0.1 mg or more, preferably 1 mg or more, more preferably 10 mg or more, depending on the dosage form. It is 2000 mg or less, preferably 1000 mg or less, more preferably 500 mg or less.
  • Optional ingredients include polyethylene glycol, glycerin, 1,3-butylene glycol, erythritol, sorbitol, xylitol, maltitol, propylene glycol, dipropylene glycol, diglycerin, isoprene glycol, 1,2-pentanediol, 2,4- Anionic surfactants such as polyols such as hexylene glycol, 1,2-hexanediol, 1,2-octanediol, fatty acid soaps (sodium laurate, sodium palmitate, etc.), potassium lauryl sulfate, alkyl sulfate triethanolamine ether, etc.
  • polyols such as hexylene glycol, 1,2-hexanediol, 1,2-octanediol, fatty acid soaps (sodium laurate, sodium palmitate, etc.), potassium lauryl sulfate, alkyl
  • Cationic surfactants such as stearyltrimethylammonium chloride, benzalkonium chloride, laurylamine oxide, imidazoline-based amphoteric surfactants (2-cocoyl-2-imidazoli Umhydroxide-1-carboxyethyloxy disodium salt, etc.), betaine surfactants (alkyl betaine, amide betaine, sulfobetaine, etc.), amphoteric surfactants such as acylmethyltaurine, sorbitan fatty acid esters (sorbitan monoester) Stearates, sorbitan sesquioleate, etc.), glycerin fatty acids (glyceryl monostearate, etc.), propylene glycol fatty acid esters (propylene glycol monostearate, etc.), hardened castor oil derivatives, glycerin alkyl ethers, POE sorbitan fatty acid esters ( POE sorbitan monooleate, polyoxyethylene
  • Vitamin E such as vitamin B, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, vitamin E acetate, vitamin D, vitamin H, pantothenic acid, panthetin, pyrroloquinoline quinone, and the like.
  • the present invention that solves the third problem is a method of screening for a component that suppresses a decrease in the function of the cell adhesion apparatus of the epidermis that proceeds under hypoxic conditions.
  • the present invention can also target components that suppress a decrease in the function of the cell adhesion apparatus for epidermis due to aging.
  • the present invention has an essential configuration that uses as an index the inhibitory effect on the decrease in the expression of a gene selected from the occludin gene, claudin gene, zo-1 gene and cadherin gene in cells cultured under hypoxic conditions. Screening can be performed more accurately by adopting a form using as an index the effect of suppressing the decrease in expression of two or more of these four genes, more preferably three or more, more preferably all.
  • the cell adhesion device of the epidermis plays an important role in the barrier function of the skin. Therefore, the present invention is preferably applied to a screening method for an anti-aging component, more specifically, an improvement in the deterioration of skin barrier function accompanying aging or a preventive component.
  • the cell used in the present invention may be an established cultured cell line or a primary cultured cell.
  • the type of cell is not particularly limited, but keratinocytes are preferably used.
  • a medium used for cell culture a known medium suitable for the cells to be used can be used without limitation.
  • skin collected from a living body or a cultured skin three-dimensional model may be used.
  • the skin is preferably a skin fragment collected from a living body by removing body hair if desired, and excluding the stratum corneum and the like, consisting of an epidermal granule layer, an epidermal basal layer and a dermis part, mouse, rat, guinea pig, Pig and rabbit skin fragments are preferred.
  • skin cells such as normal (non-cancerous) keratinocytes and fibroblasts collected from the skin of humans or animals other than humans are cultured to construct a three-dimensional structure. It is also possible to purchase and use a commercial product in such a form. Preferable examples of commercially available products include “EPI-200” (normally cultured human three-dimensional skin model) sold by Kurashiki Boseki Co., Ltd.
  • the present invention it is essential to culture cells under hypoxic conditions. Since the oxygen concentration is about 18 to 19% in the CO 2 incubator in normal cell culture, the cells are cultured at an oxygen concentration lower than this. Specifically, the cells are cultured at an oxygen concentration of preferably 15% or less, more preferably 10% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 5% or less, and even more preferably 3% or less.
  • the lower limit of the oxygen concentration is not particularly limited as long as the cultured cells do not die, but the cells are preferably cultured at an oxygen concentration of 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.
  • a CO 2 incubator for low oxygen concentration culture for example, manufactured by Ikemoto Rika Kogyo Co., Ltd.
  • a cylinder such as nitrogen gas or mixed gas in addition to carbon dioxide gas
  • you may use the hypoxic culture instrument (for example, the product made from Sugima Giken) which consists of a gas-barrier pouch provided with a gas concentration regulator.
  • a test ingredient is added to the medium of cells cultured under hypoxic conditions, and after culturing for a predetermined period of time, a gene selected from an occuludin gene, a claudin gene, a zo-1 gene and a cadherin gene The expression level is measured.
  • the method for measuring the expression levels of these genes is not limited, and a method of measuring the mRNA levels of these genes in the collected cells by RT-PCR is preferable.
  • the expression levels of the occuludin gene, claudin gene, zo-1 gene, and cadherin gene decrease.
  • the test component when the test component is added to the medium, the expression of at least one, preferably 2, more preferably 3, and more preferably 4 genes selected from these gene groups under hypoxic conditions is decreased.
  • the degree of is reduced, it is determined that the test component is a component that suppresses a decrease in the function of the cell adhesion device of the epidermis due to hypoxic conditions and / or aging.
  • the test component In order to accurately determine whether the test component has an effect of suppressing the decrease in the expression of these genes under hypoxic conditions, it is preferable to carry out a control experiment. That is, the expression levels of these genes in cells cultured under hypoxic conditions in the presence of the test component are compared using cells cultured under the hypoxic condition in the absence of the test component. When the expression level of these genes is higher in the latter than in the former, the test component is determined to be a component that suppresses the deterioration of the function of the cell adhesion apparatus of the epidermis due to hypoxic conditions and / or aging Is preferred.
  • the screening method of the present invention it is possible to screen for a component that suppresses functional deterioration of the cell adhesion apparatus due to hypoxic conditions and / or aging. And this invention relates also to the agent which contains the component as an active ingredient discovered by the said screening method.
  • the extract of the plant which belongs to Lamiaceae Mentha (Lamiaceae Mentha) can be mentioned. Although it does not specifically limit as a plant which belongs to Lamiaceae mint genus, Mentha pipeperita can be illustrated.
  • the plant extract according to the present invention can be prepared using plants grown or grown in Japan or abroad, such as Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles Chinese herbal medicine raw materials, or plant extracts such as Maruzen Co., Ltd. It is also possible to purchase and use a commercial extract sold by a company that handles
  • the plant extract means not only the plant extract itself but also the extract fraction, the purified fraction, the extract or fraction, and the solvent-removed product of the purified product.
  • an extract using a plant sold as a native or grown plant, a herbal medicine raw material or the like, a commercially available extract and the like can be mentioned.
  • Extraction solvents include water, alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol and butanol, polyhydric alcohols such as 1,3-butanediol and polypropylene glycol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran. 1 type or 2 types or more selected from polar solvents, such as these, can be illustrated as a suitable thing.
  • a specific extraction method for example, 1 to 30 parts by mass of a solvent is added to 1 part by mass of a part used for extraction of a plant or the like or a dried product thereof, and the temperature may be around the boiling point for several days at room temperature. For example, after immersion for several hours and cooling to room temperature, the insoluble matter and / or solvent may be removed if desired, and fractional purification may be performed by column chromatography or the like.
  • the agent of the present invention is appropriately combined with an arbitrary component used for formulation to be in the form of an external preparation or an oral preparation.
  • an external preparation forms, such as cosmetics, a quasi-drug, and a skin external medicine, are mentioned, for example.
  • those dosage forms are not particularly limited.
  • the form of cosmetics that can be used continuously is preferable from the viewpoint of the use of improving or preventing skin sag associated with aging, and among them, lotion, cosmetic liquid, milky lotion, cream, gel, suncare product. Etc. are preferable.
  • an oral preparation it is preferably in the form of a food composition containing the agent of the present invention as an active ingredient. More specifically, it is preferable to use a supplement form having dosage forms such as general foods, tablets, granules, and drinks.
  • the content of the plant extract in the external preparation (dry mass in the case of the extract) is usually 0.00001% by mass or more, preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, Usually, it is 80 mass% or less, Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.
  • the amount of intake per dose is usually 0.1 mg or more, preferably 1 mg or more, more preferably 10 mg or more, depending on the dosage form. It is 2000 mg or less, preferably 1000 mg or less, more preferably 500 mg or less.
  • Optional ingredients include polyethylene glycol, glycerin, 1,3-butylene glycol, erythritol, sorbitol, xylitol, maltitol, propylene glycol, dipropylene glycol, diglycerin, isoprene glycol, 1,2-pentanediol, 2,4- Anionic surfactants such as polyols such as hexylene glycol, 1,2-hexanediol, 1,2-octanediol, fatty acid soaps (sodium laurate, sodium palmitate, etc.), potassium lauryl sulfate, alkyl sulfate triethanolamine ether, etc.
  • polyols such as hexylene glycol, 1,2-hexanediol, 1,2-octanediol, fatty acid soaps (sodium laurate, sodium palmitate, etc.), potassium lauryl sulfate, alkyl
  • Cationic surfactants such as stearyltrimethylammonium chloride, benzalkonium chloride, laurylamine oxide, imidazoline-based amphoteric surfactants (2-cocoyl-2-imidazoli Umhydroxide-1-carboxyethyloxy disodium salt, etc.), betaine surfactants (alkyl betaine, amide betaine, sulfobetaine, etc.), amphoteric surfactants such as acylmethyltaurine, sorbitan fatty acid esters (sorbitan monoester) Stearates, sorbitan sesquioleate, etc.), glycerin fatty acids (glyceryl monostearate, etc.), propylene glycol fatty acid esters (propylene glycol monostearate, etc.), hardened castor oil derivatives, glycerin alkyl ethers, POE sorbitan fatty acid esters ( POE sorbitan monooleate, polyoxyethylene
  • Vitamin E such as vitamin B, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, ⁇ -tocopherol, vitamin E acetate, vitamin D, vitamin H, pantothenic acid, panthetin, pyrroloquinoline quinone, and the like.
  • a positive correlation is established between the subcutaneous tissue viscoelasticity (hereinafter also simply referred to as viscoelasticity) and the subcutaneous tissue oxygen level (hereinafter also simply referred to as oxygen level). That is, the higher the oxygen level, the greater the viscoelasticity.
  • a negative correlation is established between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the fibrosis level of the fiber structure enclosing the fat cells (hereinafter also simply referred to as fibrosis level). That is, the smaller the fibrosis level, the greater the viscoelasticity.
  • the present invention uses such a correlation to estimate the oxygen level of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the fibrous structure enclosing the fat cells from viscoelasticity.
  • the subcutaneous tissue can be roughly classified into three layers in the depth direction for each portion where viscoelasticity is substantially uniform. Specifically, when the subcutaneous tissue is divided at a ratio of 1: 2: 1 in the depth direction, the layer located at the top (the layer in contact with the dermis) is referred to as the subcutaneous tissue upper layer. In the present invention, the viscoelasticity of the upper layer of the subcutaneous tissue, which is the layer closest to the dermis, is preferably used as an index.
  • the above correlation is preferably expressed by an equation or a model.
  • a single regression equation or a single regression model is preferably exemplified.
  • Viscoelasticity refers to a property that combines both viscosity and elasticity. Therefore, in evaluating viscoelasticity, both viscosity and elasticity are evaluated. However, it is difficult to clearly distinguish between viscosity and elasticity in living tissue, and viscoelasticity is generally evaluated mainly by elastic modulus (Young's modulus). Further, viscoelasticity may be evaluated by “strain” based on Hooke's law (the following formula 1).
  • the viscoelasticity used as an index in the present invention may be calculated as an elastic modulus (Young's modulus) or strain.
  • the explanatory variable may be the Young's modulus or strain of the subcutaneous tissue
  • the objective variable may be the oxygen level or fibrosis level.
  • Oxygen level refers to the degree of oxygen saturation in the blood.
  • the oxygen saturation may be arterial oxygen saturation (SaO 2 ) measured by directly collecting arterial blood, or transcutaneous oxygen saturation (SpO 2 ) measured using a measuring device such as a pulse oximeter. It may be.
  • SaO 2 arterial oxygen saturation
  • SpO 2 transcutaneous oxygen saturation
  • a measuring device such as a pulse oximeter.
  • rSO 2 local tissue oxygen saturation
  • NIRS near-infrared spectroscopy
  • the oxygen level of the subcutaneous tissue refers to the oxygen saturation of the local tissue circulating through the capillary blood vessels of the subcutaneous tissue in the peripheral region, among arterial blood circulating throughout the whole body.
  • Subcutaneous fat cells refer to fat cells that constitute most of the subcutaneous tissue. Adipocytes form agglomerates and exist as fat leaflets whose surroundings are wrapped in connective tissue such as collagen and elastin.
  • a lobed structure formed by surrounding fat lobules in a network by connective tissues, blood vessels, and the like is called a fiber structure that wraps adipocytes.
  • the fibrous structure that envelops adipocytes can be divided into different building blocks, such as the entire fibrous structure that forms the fat leaflets themselves, or a partial local structure of connective tissue that exists around individual adipocytes.
  • the method for estimating the fibrosis level of subcutaneous fat cells according to the present invention is particularly useful for estimating the fibrosis level of the fiber structure existing around individual adipocytes.
  • fibrosis refers to a phenomenon in which the tissue becomes hard due to an abnormal increase in collagen surrounding the tissue or cross-linking of collagen fibers.
  • an increase in the expression level of collagen itself and an increase in the expression level of genes involved in the crosslinking reaction of the collagen fiber structure can be assumed.
  • the fibrosis level refers to the degree or degree of fibrosis.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be measured by ultrasonic elastography.
  • Ultrasonic elastography techniques include strain imaging by applying external stress ⁇ to deform the skin and measuring strain ⁇ , obtaining Young's modulus E from Hooke's law, and propagating shear waves to the skin.
  • a known technique such as shea wave imaging to determine the Young's modulus E by measuring the velocity C S can be used without limitation.
  • ultrasonic elastography apparatus for example, “ARIETTA E70” or “Noblue” manufactured by Hitachi, Ltd., “Acuson S2000e” manufactured by Siemens Healthcare, or the like can be used.
  • the distribution of viscoelasticity (Young's modulus (strain depending on the model)) in the internal cross section of the skin can be obtained as an image.
  • an average of viscoelasticity that is unevenly distributed in the subcutaneous tissue may be used as a measurement value.
  • the subcutaneous tissue In measuring the viscoelasticity of the subcutaneous tissue, it is preferable to divide the subcutaneous tissue into three layers of an upper layer, a middle layer, and a lower layer in the depth direction, and obtain an average of viscoelasticity in each layer. In particular, it is preferable to use an average of the viscoelasticity of the upper layer of the subcutaneous tissue as a measurement value to estimate the oxygen level of the subcutaneous tissue or the fibrosis level of the subcutaneous fat cells.
  • ⁇ 2> Method of Estimating Viscoelasticity of Subcutaneous Tissue
  • a positive correlation is established between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the oxygen level, and the fiber structure that wraps the fat cells and the viscoelasticity of the subcutaneous tissue.
  • a negative correlation is established between the fibrosis levels.
  • the present invention uses this correlation to estimate the viscoelasticity of the subcutaneous tissue from the oxygen level or fibrosis level.
  • the correlation is preferably represented by an equation or model.
  • a single regression equation or a single regression model is preferably exemplified.
  • an invasive method includes a method of collecting arterial blood from a subject and measuring the oxygen partial pressure.
  • a non-invasive method a method for measuring SpO 2 by detecting blood flow of an artery at a fingertip using a pulse oximeter, or a method for measuring rSO 2 such as a cheek using NIRS Is mentioned.
  • the type of probe is not particularly limited, and a transmission type or a reflection type may be used. These can use what is marketed suitably. Similarly, in the case of using NIRS, a commercially available product can be appropriately used without any particular limitation.
  • the method for evaluating the fibrosis level is not particularly limited.
  • An invasive method includes a method of calculating a relative evaluation value using a photo scale. More specifically, a plurality of subcutaneous fat cell images having different fibrosis levels are prepared in advance. Using this as a reference photograph, a score is given to the subcutaneous fat cell image collected from the subject.
  • the fibrosis level of the subcutaneous fat cells is preferably evaluated by a non-invasive method.
  • a non-invasive method includes a method using ultrasonic waves. More specifically, a subcutaneous fat layer portion is cut out from an image of a skin tomographic plane obtained by ultrasound, and used as an analysis image. With respect to the acquired analysis image, the fibrosis level can be evaluated from the feature amount obtained using the image processing software. Examples of such feature amounts include parameters calculated by converting an image into gray scale, histogram, binarization, and the like.
  • the analysis image is formed into a histogram, and the skewness of the histogram is adopted as the evaluation value of the fibrosis level. Since a histogram with a low degree of skewness (showing a substantially normal distribution) indicates that the strain is small, it can be understood that the fibrosis level of subcutaneous fat cells is high. On the other hand, it can be determined that the fibrosis level of the subcutaneous fat cells is low from a histogram with a large skewness (indicating a non-normal distribution).
  • the image processing software may be any known software such as the open source “ImageJ”.
  • the ultrasonic device used for evaluating the fibrosis level the same device as that used for the above-described measurement of viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be used.
  • the estimation apparatus of the present invention is an apparatus for carrying out the method for estimating the oxygen level of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cells described in the above item ⁇ 1>. Therefore, the description of the item ⁇ 1> is also valid for the following estimation device.
  • the estimation device for the oxygen level of the subcutaneous tissue has the same configuration as the estimation device for the fibrosis level of the subcutaneous fat cells, description of the estimation device is omitted. By applying the description of the estimation device for the fibrosis level of subcutaneous fat cells, the configuration of the estimation device can be understood.
  • the subcutaneous fat cell fibrosis level estimation apparatus 1 includes a storage means 121 for storing fibrosis level correlation data indicating a correlation between viscoelasticity of subcutaneous tissue and fibrosis level of subcutaneous fat cells, A fibrosis level calculating unit 112 that compares the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the skin with the fibrosis level correlation data stored in the storage unit 121 and calculates the fibrosis level.
  • the subcutaneous fat cell fibrosis level estimation apparatus 1 includes a viscoelasticity measurement unit 13, a ROM (Read Only Memory) 12 including a storage unit 121, and a CPU (Central) including a fibrosis level calculation unit 112. And a fibrosis level display unit 14.
  • a digitizing means 111 for digitizing the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin measured by the viscoelasticity measuring unit 13.
  • the CPU 11 includes a digitizing unit 111.
  • the fibrosis level display unit 14 is a display that displays an estimated value of the fibrosis level of the subcutaneous fat cells calculated by the fibrosis level calculation unit 112.
  • the apparatus 1 for estimating the fibrosis level of subcutaneous fat cells having such a configuration easily calculates the fibrosis level of the subcutaneous fat cells of the subject simply by measuring the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin. can do.
  • a viscoelasticity input unit that inputs a measured value of viscoelasticity separately measured may be provided instead of the viscoelasticity measurement unit 13 and the digitizing means 111.
  • the present invention also relates to an estimation program for causing a computer to execute the above-described method for estimating the oxygen level of subcutaneous tissue or the fibrosis level of subcutaneous fat cell. . Since the program of the present invention corresponds to each means in the CPU included in the above-described fibrosis level estimating apparatus of the present invention, it will be described with the reference numerals in FIG. Note that, for the same reason as described in the item ⁇ 3> above, description of the oxygen level estimation program for the subcutaneous tissue is omitted. By applying the explanation of the program for estimating the fibrosis level of subcutaneous fat cells, the function of the estimation program can be understood.
  • the subcutaneous fat cell fibrosis level estimation program of the present invention is a fibrosis level correlation data indicating the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject's skin and the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the subcutaneous fat cell fibrosis level.
  • a computer is caused to function as the fibrosis level calculating means 112 for calculating the fibrosis level.
  • the fibrosis level estimation program of the present invention is preferably configured to cause a computer to function as the numerical means 111 as shown in the block diagram of FIG.
  • the subcutaneous tissue viscoelasticity estimation apparatus of the present invention is an apparatus for carrying out the subcutaneous tissue viscoelasticity estimation method described in the item ⁇ 2>. Therefore, the description of the item ⁇ 2> is also valid for the following subcutaneous tissue viscoelasticity estimation apparatus.
  • “subcutaneous adipocyte fibrosis level” or “fibrosis level” is read as “subcutaneous tissue oxygen level” or “oxygen level”, so that the viscoelasticity and oxygen level of the subcutaneous tissue It is possible to understand the configuration of a viscoelasticity estimation device for subcutaneous tissue based on the correlation of
  • the subcutaneous tissue viscoelasticity estimation apparatus 2 of the present invention includes a storage means 221 for storing viscoelastic correlation data indicating the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells, and the subcutaneous fat cells of the subject.
  • Viscoelasticity calculating means 212 for calculating the viscoelasticity by collating the fibrosis level with viscoelasticity correlation data stored in the storage means 221.
  • the subcutaneous tissue viscoelasticity estimation device 2 includes a fibrosis level measurement unit 23, a ROM 22 including a storage unit 221, a CPU 21 including a viscoelasticity calculation unit 212, and a viscoelasticity display unit 24. ing.
  • a digitizing means 211 for digitizing the fibrosis level of the subcutaneous fat cells of the subject measured by the fibrosis level measuring unit 23.
  • the CPU 21 includes a digitizing unit 211.
  • the viscoelasticity display unit 24 is a display that displays an estimated value of the viscoelasticity of the subcutaneous tissue calculated by the viscoelasticity calculation unit 212.
  • the viscoelasticity estimation device 2 of the subcutaneous tissue of the present invention having such a configuration can easily calculate the viscoelasticity of the subcutaneous tissue of the subject simply by measuring the fibrosis level of the subcutaneous fat cells of the subject. .
  • a fibrosis level input unit for inputting a measured value of the fibrosis level measured separately may be provided.
  • the present invention also relates to a program for estimating viscoelasticity of a subcutaneous tissue that causes a computer to execute the above-described method for estimating the viscoelasticity of the subcutaneous tissue. Since the program of the present invention corresponds to each means in the CPU included in the viscoelasticity estimation apparatus of the present invention described above, the program will be described with the reference numerals in FIG. In addition, as described in the item ⁇ 5> above, “subcutaneous fat cell fibrosis level” is read as “subcutaneous tissue oxygen level”, which is based on the correlation between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the oxygen level. Understand the function of the viscoelasticity estimation program for subcutaneous tissue.
  • the subcutaneous tissue viscoelasticity estimation program of the present invention collates the fibrosis level of a subject's subcutaneous fat cells with viscoelastic correlation data indicating the correlation between the subcutaneous tissue viscoelasticity and the subcutaneous fat cell fibrosis level.
  • a computer is caused to function as the viscoelasticity calculation means 212 for calculating the viscoelasticity.
  • the viscoelasticity estimation program of the present invention is preferably configured to cause a computer to function as the numerical means 211 as shown in the block diagram of FIG.
  • oxygen saturation of whole-body arterial blood was measured using a pulse oximeter (Konica Minolta).
  • the oxygen saturation of arterial blood in the cheeks was measured for 60 subjects using NIRS (produced by Associate Professor Niwayama, Shizuoka University). Regression analysis was performed on the obtained measured values of oxygen saturation (whole body: SpO2, cheek: rO2) and the age of each subject. The results are shown in FIGS.
  • the collagen-containing composition was peeled off from the inner wall of the plate with a micro spatula.
  • a solution containing a test component (10% FBS DMEM) was added thereto at 750 ⁇ L / well.
  • Incubation in a CO 2 incubator (hypoxic state) was started with the 24-well plate enclosed in a hypoxic culture device (BIONIX, manufactured by Sugiama Giken) equipped with an oxygen scavenger and adjusted to an oxygen concentration of 1%. did. 72 hours after the start of incubation, the medium in the well was again replaced with a solution (10% FBS DMEM) containing 750 ⁇ L / well containing the test component. Thereafter, the plate was again sealed in a hypoxic culture apparatus and incubated for 96 hours (hypoxic state).
  • a mallow flower extract was used as a test component.
  • a collagen-containing composition to which a medium (10% FBS DMEM) is added instead of the test component solution is enclosed in a low oxygen culture device (hypoxic state) or unencapsulated (normal oxygen state) Incubated in the same manner.
  • the collagen-containing composition incubated in a hypoxic state has a remarkable portion where collagen fibers are bound and aggregated (the portion indicated by the arrow in FIG. 6) compared to that incubated in a normal oxygen state. Observed.
  • the collagen-containing composition to which the mallow flower extract was added showed no significant binding of collagen fibers compared to the collagen-free composition.
  • hypoxia can be achieved by adding the test component to the collagen-containing composition in which the cells are dispersed, and using as an index the effect of reducing the increase in the degree of collagen fiber cohesion when incubated under hypoxic conditions. It shows that a component that suppresses deterioration of the collagen structure depending on conditions can be screened.
  • Non-Patent Document 3 since the tissue is placed in a hypoxic condition with aging (Non-Patent Document 3), it is shown that the above test system can also be applied to screening for a component that suppresses deterioration of the collagen structure due to aging.
  • results of this test example show that the extract of a plant belonging to the genus Mallow, which is a mallow family, has an effect of suppressing deterioration of the collagen structure under hypoxic conditions.
  • FFT Fast Fourier transform
  • ImageJ image analysis software
  • FIG. 7 A rectangular region centered on the center of the FFT image (that is, the origin of the wave number 0 of the two-dimensional spatial frequency power spectrum) was selected (FIG. 7).
  • the standard deviation calculated by the analysis of the electron micrograph image of the collagen-containing composition incubated in a low oxygen state was significantly larger than that obtained by incubation in a normal oxygen state.
  • the standard deviation was significantly smaller than that in the case where the extract was not added.
  • This result is based on the dispersion of the power value of the two-dimensional spatial frequency power spectrum expressed in the Fourier transform image obtained from the microscopic image, and can evaluate the improvement and reduction effect of the degree of cohesion of the collagen fibers of the test component Is shown.
  • the plate was sealed in a hypoxic culture instrument excluding the oxygen scavenger, and cells that were continuously cultured were also prepared. After culturing, the structure of collagen fibers was photographed with a scanning electron microscope. The results are shown in FIG.
  • the cells cultured under low oxygen conditions have a non-uniform collagen fiber thickness and form an irregular structure as compared with cells cultured under normal oxygen concentration.
  • Example 4 Cell culture under hypoxic conditions (1) Human subcutaneous fat precursor cells (HPAD) were seeded in a 24-well multiwell plate with a growth medium (2.0 ⁇ 10 4 cells / well) and then cultured until confluent. Thereafter, the culture medium was changed to a differentiation medium, and cultured for 14 days while changing the differentiation medium every 3 days to mature into subcutaneous fat cells. Thereafter, the medium was replaced with a maintenance medium, and the plate was sealed in a low oxygen culture apparatus (BIONIX, manufactured by Sugiyama Giken) equipped with an oxygen scavenger, and the culture was continued after adjusting the oxygen concentration to 1%.
  • HPAD Human subcutaneous fat precursor cells
  • the plate was sealed in a hypoxic culture instrument excluding the oxygen scavenger, and cells that were continuously cultured were also prepared.
  • the culture was terminated, and mRNA was extracted by the following procedure.
  • LOX a product of the lox gene
  • TGF- ⁇ is a factor involved in the production of collagen fibers. That is, the results shown in FIG. 12 indicate that the production amount of LOX and TGF- ⁇ related to collagen fibers is increased under hypoxic conditions, and fibrosis can be promoted.
  • Test Example 4 show that when subcutaneous adipocytes are placed under hypoxic conditions due to aging, the expression of lox gene is increased, and the gene product LOX promotes the cross-linking of collagen fibers. Indicates that it will progress. This indicates that a component capable of suppressing the increase in lox gene expression under hypoxic conditions can suppress fibrosis of subcutaneous fat cells. In other words, the result of Test Example 4 is that a component that suppresses fibrosis of subcutaneous adipocytes due to hypoxic conditions or aging is used as an indicator of the effect of reducing the increase in lox gene expression in cells cultured under hypoxic conditions. It shows that it can be screened.
  • ⁇ Test Example 5 Evaluation of components that suppress fibrosis of subcutaneous adipocytes Human subcutaneous fat precursor cells (HPAD) were seeded (1.5 ⁇ 10 4 cells / well) in a 24-well multiwell plate together with a growth medium. After 48 hours, the medium was changed using the growth medium. After 48 hours, the culture medium was changed to a differentiation medium and differentiation was started. Differentiation culture was performed for 17 days while changing the medium once every two days. The culture medium was replaced with a maintenance medium, and the sorghum leaf extract and grape leaf extract to be screened were added thereto. A plate without the extract was prepared as a control.
  • HPAD Human subcutaneous fat precursor cells
  • the plate was sealed in a hypoxic culture instrument (BIONIX, manufactured by Sugiama Giken) equipped with an oxygen scavenger, and the culture was continued after adjusting the oxygen concentration to 1%. After culturing for 72 hours, mRNA was collected by the same method as in Test Example 4, a cDNA library was prepared by reverse transcription, and the expression level of the LOX gene was analyzed by real-time PCR. The results are shown in FIG.
  • BIONIX hypoxic culture instrument manufactured by Sugiama Giken
  • the extract of Soybean leaves exerted the effect of significantly suppressing the increase in the expression level of the lox gene under hypoxic conditions.
  • the grape leaf extract did not have such a significant effect.
  • This test example confirms that a component that suppresses fibrosis of subcutaneous fat cells due to hypoxic conditions or aging can be screened by using the effect of reducing the increase in lox gene expression in cells cultured under hypoxic conditions as an index. did it.
  • this result shows that an agent containing an extract of a plant belonging to the genus Solanum genus as an active ingredient has an inhibitory effect on the increase in lox gene expression due to hypoxic conditions and / or aging, and an inhibitory effect on fibrosis of subcutaneous adipocytes. In addition, it shows that the effect of improving or preventing sagging associated with aging is exhibited.
  • Neonatal human normal keratinocytes were seeded in 4-well plates with KG2 medium and cultured for one day.
  • Ca was added to the culture medium (Ca final concentration: 1.45 mM)
  • the plate was sealed in a hypoxic culture device (BIONIX, manufactured by Sugiama Giken) equipped with an oxygen scavenger, and the oxygen concentration was 1%.
  • BIONIX manufactured by Sugiama Giken
  • the oxygen concentration was 1%.
  • the culture was continued after adjusting to.
  • the plate was sealed in a hypoxic culture instrument excluding the oxygen scavenger, and cells that were continuously cultured were also prepared.
  • mRNA was extracted from the cells which had been cultured for 2 days by the following procedure.
  • the expression levels of the occuludin gene, the claudin gene, the zo-1 gene and the cadherin gene were significantly reduced by culturing under hypoxic conditions.
  • Occludin, claudin and ZO-1 which are products of the occuludin gene, claudin gene and zo-1 gene are constituent proteins of tight junctions.
  • cadherin, which is a product of the cadherin gene is a constituent protein of the adherence junction.
  • this result is based on hypoxic conditions or aging epidermal cells by using as an index the inhibitory effect of decreased expression of occludin gene, claudin gene, zo-1 gene and cadherin gene in cells cultured under hypoxic conditions. It is shown that the component which suppresses the fall of the function of an adhesion
  • attachment apparatus can be screened.
  • Neonatal human normal keratinocytes were seeded in a 24-well plate at 1.07 ⁇ 10 5 cells / well. After 24 hours, the medium was replaced with high Ca 2+ medium (KG2 medium with a 1/1000 volume of 1.3M CaCl 2 aqueous solution), and mint leaf extract and yukinoshita extract as test components were added thereto, followed by removal.
  • the plate was sealed in a low oxygen culture device (BIONIX, manufactured by Sugiama Giken) equipped with an oxygen agent, and the culture was continued after adjusting the oxygen concentration to 1%.
  • BIONIX low oxygen culture device
  • a plate to which the test component was not added was prepared as a control and cultured in the same manner.
  • mRNA was extracted in the same manner as in Test Example 6, and this was reverse transcribed to prepare a cDNA library.
  • the expression level of the claudin gene was measured by real-time PCR. The results are shown in FIG.
  • mint leaf extract exhibited the effect of significantly suppressing the decrease in the expression level of the claudin gene under hypoxic conditions.
  • such a significant effect was not seen in the yukinoshita extract.
  • the inhibitory effect on the decrease in the expression level of the claudin gene in cells cultured under hypoxic conditions is used as an index to suppress the functional deterioration of the cell adhesion apparatus of the epidermis due to hypoxic conditions or aging It was confirmed that screening was possible.
  • this result shows that the agent containing an extract of a plant belonging to the genus Labiatae as an active ingredient is effective in suppressing the decrease in expression of the claudin gene due to hypoxic conditions and / or aging, and the function of the cell adhesion apparatus of the epidermis is reduced. It shows that the inhibitory effect and the improvement effect or preventive effect of the skin barrier function accompanying aging are exhibited.
  • elastography image inside the skin was obtained using elastography (Hitachi), and viscoelasticity was measured. It was measured.
  • the measurement area was divided into a total of 4 layers of the skin surface layer (dermis) and the upper layer of the subcutaneous tissue, the middle layer of the subcutaneous tissue, and the lower layer of the subcutaneous tissue, and the relative viscoelasticity of each layer was calculated. .
  • the subcutaneous tissue upper layer, the subcutaneous tissue middle layer, and the subcutaneous tissue lower layer were set by dividing the subcutaneous tissue at a ratio of 1: 2: 1 in the depth direction.
  • the oxygen saturation of the buccal arterial blood was measured for the subject using NIRS (produced by Associate Professor Niwayama, Faculty of Engineering, Shizuoka University).
  • the near infrared wavelengths used for the measurement were 770 nm and 830 nm.
  • Test Examples 1 and 4 showed that the oxygen state of the local tissue deteriorated with aging and that fibrosis of subcutaneous adipocytes progressed under hypoxic conditions, It is considered that a negative correlation is established between the fibrosis level of fat cells and the oxygen level of subcutaneous tissue. Therefore, it is conceivable that the fibrosis level of the subcutaneous fat cells can be estimated using the oxygen level of the subcutaneous tissue as an index, and similarly, the oxygen level of the subcutaneous tissue can be estimated using the fibrosis level of the subcutaneous fat cells as an index.
  • elastography images inside the skin were acquired using elastography (Hitachi) and viscoelasticity was measured. (FIG. 21).
  • the measurement area was divided into a total of 4 layers of the skin surface layer (dermis) and the upper layer of the subcutaneous tissue, the middle layer of the subcutaneous tissue, and the lower layer of the subcutaneous tissue, and the relative viscoelasticity of each layer was calculated. .
  • the subcutaneous tissue upper layer, the subcutaneous tissue middle layer, and the subcutaneous tissue lower layer were set by dividing the subcutaneous tissue at a ratio of 1: 2: 1 in the depth direction.
  • a subcutaneous fat portion was cut out from an ultrasonic image of the same subject, and a histogram was created using the image analysis software (ImageJ) as an analysis image.
  • the skewness of this histogram was calculated using image analysis software (ImageJ) (FIG. 22).
  • ImageJ image analysis software
  • FIG. 22 the histogram shown in FIG. 22, the skewness of the left figure representing an image with a low degree of fibrosis was 1.62, and the skewness of a right figure representing an image with a high degree of fibrosis was 0.84.
  • ⁇ Test Example 12 Regression analysis of viscoelasticity and fibrosis level About the measured value of the viscoelasticity of the upper layer of the subcutaneous tissue obtained in Test Example 11 and the skewness indicating the fibrosis level of the subcutaneous fat cells obtained in the same test A regression analysis was performed. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 23, a positive correlation is established between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the skewness of the histogram of the ultrasonic image of the subcutaneous fat layer. Since the degree of distortion decreases as the fibrosis level increases, the result shown in FIG. 23 clearly shows that a negative correlation is established between the viscoelasticity of the subcutaneous tissue and the fibrosis level of the subcutaneous fat cells. It became.
  • the fibrosis level of subcutaneous fat cells can be estimated using the viscoelasticity of the subcutaneous tissue as an index.
  • the viscoelasticity of the subcutaneous tissue can be estimated using the fibrosis level of the subcutaneous fat cells as an index.
  • the present invention can be applied to search for active ingredients related to anti-aging.
  • the present invention can be applied to skin analysis technology.
  • Fibrosis level estimation device 11 CPU 111
  • Numerical means 112 Fibrosis level calculating means 12
  • Viscoelasticity Measurement Unit 14 Fibrosis Level Display Unit 2
  • Viscoelasticity Estimation Device 21 CPU 211
  • Numerical value means 212 Viscoelasticity calculation means 22
  • Fibrosis level measuring unit 24 Viscoelasticity display unit

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Abstract

本発明の解決しようとする第1の課題は、生体におけるコラーゲン構造の悪化を抑制する効果のある成分をスクリーニングするための新たな技術を提供することにある。 第1の課題を解決する本発明は、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物に、被検成分を添加して、低酸素条件でインキュベーションしたときの、コラーゲン線維の結束度の上昇低減効果を指標とすることを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニング方法である。

Description

加齢又は低酸素による皮膚の状態を改善する成分のスクリーニング方法並びに皮下組織の粘弾性を指標とする皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法
 本発明は、コラーゲン構造の悪化抑制成分のスクリーニング方法に関する。
 また、本発明は、組織の線維化を抑制する成分のスクリーニング方法に関する。
 また、本発明は、細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分のスクリーニング方法に関する。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性を指標とする皮下組織の酸素レベルの推定方法、推定装置及び推定プログラム、並びに、皮下組織の粘弾性の推定方法、推定装置及び推定プログラムに関する。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性を指標とする皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法、推定装置及び推定プログラム、並びに、皮下組織の粘弾性の推定方法、推定装置及び推定プログラムに関する。
 近年、加齢に伴う人体の各組織の機能低下、すなわち老化現象を抑制することを目的とするアンチエイジングに関する研究が盛んに行われている。特に美容、化粧料の技術分野においては加齢に伴う肌のしわ、たるみ、しみなどの老化現象を抑制する有効成分の探索がされている。
 例えば、特許文献1には、真皮の構造形成の制御に関わる遺伝子の発現を指標とすることで、皮膚のシワ、たるみ、ハリの低下を改善する素材をスクリーニングする方法が開示されている。
 特許文献2には、細胞の核膜異常状態を指標として、シワの予防又は改善効果を有する成分をスクリーニングする方法が開示されている。
 また、特許文献3には、細胞における皮膚支帯成分の発現量を指標として、シワ改善、タルミ改善、ハリの低下防止、肌の弾力性の低下防止などの効果を有する有効成分をスクリーニングする方法が開示されている。
 また、皮下組織に存在する皮下脂肪細胞に着目して、たるみの改善を狙う研究も行われている。特許文献4には、皮下脂肪細胞の接着分子の活性を指標としてたるみ改善成分をスクリーニングする方法が開示されている(特許文献4)。
 多細胞生物では、血液細胞などの浮遊細胞を除くすべての細胞は、他の細胞あるいは細胞外マトリックスに結合し組織や器官を形成している。細胞は、結合する装置として、結合部位に特殊な構造(結合装置)を形成する。この結合を総称して、細胞結合(cell junction)という。
 脊椎動物の細胞結合(cell junction)は、固定結合(anchoring junction)、連絡結合(communicating junction)、及び閉鎖結合(occluding junctions)の3種類に分類される。
 そして、固定結合に分類される細胞接着を実現する細胞接着装置としてアドヘレンスジャンクション(AJ:adherens-junction)、閉鎖結合に分類される細胞接着を実現する細胞接着装置としてタイトジャンクション(TJ:Tight-junction)が知られている。
 タイトジャンクション及びアドヘレンスジャンクションは、細胞の周囲にベルト状に存在し、隣り合った細胞同士を密着させることにより隙間を塞ぐと共に、連続的に細胞を繋ぎ止める細胞間接着構造体である。皮膚組織において、TJは顆粒層の表皮細胞に存在しており、水や物質が細胞間隙を透過するのを防ぎ、皮膚バリア機能を維持するために重要な役割を果たしている(例えば、非特許文献1を参照)。また、アドヘレンスジャンクションの正常な形成がタイトジャンクションの形成に重要な役割を果たすことも知られている。
 加齢に伴い皮膚バリア機能が弱まることで、肌が乾燥状態を呈することが知られている(非特許文献2)。
 タイトジャンクション及びアドヘレンスジャンクションの機能を向上させる成分の探索も盛んに行われており、例えば、特許文献5にはTRPV受容体の活性化作用を指標とする皮膚バリア機能向上成分のスクリーニング方法が開示されている。
 ところで、血液ガス分析による解析により、動脈血のpO(酸素分圧)が低下することが知られている(非特許文献3)。これは加齢に伴い人体の各組織が低酸素の状態に置かれることを示している。
 このような知見により、低酸素状態と老化現象の関連が示唆されているが、低酸素状況下でどのような生理学的変化が起こることで老化が起こるのか、そのメカニズムの全容は明らかとなっていない。
 一方、加齢に伴い結合組織が次第に柔軟性、弾力性を失い硬くなっていくことが知られている。これは、結合組織の主要成分であるコラーゲン線維が加齢とともに架橋し、結束してしまうことに起因していると考えられている(非特許文献4)。
 しかし、加齢に伴うコラーゲン線維の結束がどのようなメカニズムで生じるのかについては明らかとなっていない。
 加齢に伴う肌の老化現象、すなわち皺、たるみ、しみなどの外見上の変化は、皮膚の内部構造の生理化学的変化に起因する。近年、このような肌の老化現象の抑制を目的として、皮膚の内部構造における加齢変化のメカニズム解明に関心が集まっている。
 皮膚は、大きく分けて表皮、真皮、そして皮下組織の3層よりなる。表皮はさらに角質層、顆粒層、有棘層及び基底層の4つの層に分類でき、下層に位置する真皮は乳頭層、乳頭下層及び網状層の3つの層に分類できる。これら表皮、真皮を支える役割を担うのが皮下組織である。
 皮下組織の大部分は脂肪細胞が集塊を形成した脂肪小葉から構成される皮下脂肪であり、保温や外力に対する緩衝作用などを有する。脂肪小葉はコラーゲン線維やエラスチン線維などの結合組織等によって周囲が網目状に取り囲まれることで、線維構造を形成する。
 皮膚の硬さなどを判断する手法として古くは触診が行われていたが、超音波エラストグラフィ技術(例えば特許文献6)の発展により、皮膚を構成するそれぞれの層の物理学的特性、とりわけ粘弾性の定量的測定が可能となっている。
 ところで、体組織の線維化を病理的に診断する方法として、生体組織診断(いわゆる「生検」)が一般に行われる。しかし、生検は被検者への侵襲を伴うことから頻回に行うことは困難であった。超音波エラストグラフィを原理とした「フィブロスキャン」では、肝線維化の評価を非侵襲的に行うことが可能であると開示されている(特許文献7)。
特開2018-093743号公報 特開2013-257347号公報 特開2017-112918号公報 特開2016-187324号公報 特開2011-115152号公報 特表2009-539528号公報 国際公開2011/081214号パンフレット
Denda M.et al.,J.Invest.Dermatol,127(3),654-659(2007) Journal of Geriatric Dermatology (1993)Vol.1,111-120 日本老年医学会雑誌/15巻(1978)1号、「健康老年者の動脈血ガス分析値」、田口悦子ら、1978年 Connective Tissue,Vol.16,No.1,25-28(1984)
 生体より採取した組織片は、新規の素材を探索する際のツールとして用いられることがある。生体におけるコラーゲン構造に影響を与える成分の探索に当たっても、コラーゲン構造を含む真皮組織等の組織片を生体より採取し、これをモデルとして用いることは理論上可能である。
 しかし、組織片は生体より採取されたものであるが故、その品質の均一性が担保されておらず、再現性に悖るという問題点がある。
 このような問題に鑑み、本発明の解決しようとする第1の課題は、生体におけるコラーゲン構造の悪化を抑制する効果のある成分をスクリーニングするための新たな技術を提供することにある。
 また、本発明の解決しようとする第2の課題は、肌の老化現象、特にたるみを改善又は予防する効果のある成分をスクリーニングするための新たな技術を提供することにある。
 また、本発明の解決しようとする第3の課題は、肌の老化現象、特に加齢に伴う皮膚バリア機能の低下を改善又は予防する効果のある成分をスクリーニングするための新たな技術を提供することにある。
 また、本発明の解決しようとする第4の課題は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、酸素レベルの推定を可能とする、新規な技術を提供することにある。
 また、本発明の解決しようとする第5の課題は、肌の内部の物理的測定値から、皮下組織の粘弾性又は脂肪細胞を包む線維構造の線維化レベルの推定を可能とする、新規な技術を提供することにある。
 本発明の第1の課題に関して、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物を低酸素条件下でインキュベーションしたところ、驚くべきことにコラーゲン線維の結束度が上昇することが、発明者の鋭意研究努力により判明した。
 この結果は、加齢に伴い人体の各組織が低酸素条件にさらされること(非特許文献3)、並びに、加齢に伴い結合組織におけるコラーゲン線維の結束が昂進すること(非特許文献4)、という2つの知見と合致するものである。
 つまり、本発明者が構築した上記試験系は、人体の結合組織におけるコラーゲン線維の加齢に伴う結束度の向上を再現できる良好なモデルとして活用できることが明らかとなった。
 かかる知見に基づき、本発明者は本発明を完成させた。
 すなわち、上記第1の課題を解決する本発明は、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物に、被検成分を添加して、低酸素条件でインキュベーションしたときの、コラーゲン線維の結束度の上昇低減効果を指標とすることを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニング方法である。
 本発明によれば、低酸素条件や加齢に伴うコラーゲン構造の悪化を抑制する成分を簡便にスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、前記被検成分の存在下及び非存在下で、前記コラーゲン含有組成物を低酸素条件下でインキュベーションし、
 被検成分の存在下でインキュベーションした後のコラーゲン線維の結束度が、被検成分の非存在下でインキュベーションした後のコラーゲン線維の結束度よりも低い場合に、
 前記被検成分が、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分であると判定することを特徴とする。
 このように対照試験を実施する形態とすることにより、より正確なスクリーニングが可能となる。
 本発明は、低酸素条件や加齢に伴う結合組織のコラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニングに応用することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記細胞が結合組織細胞である。結合組織を構成する結合組織細胞を用いることで、結合組織におけるコラーゲン構造の悪化抑制成分をより精度よくスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、前記インキュベーション後のコラーゲン線維の顕微鏡撮影画像に基づき、前記コラーゲン線維の結束度を評価することを特徴とする。
 顕微鏡撮影画像に基づく形態とすることで、コラーゲン線維の結束度の評価を容易に行うことができる。
 本発明の好ましい形態では、前記顕微鏡撮影画像に対して画像解析処理を施し、前記コラーゲン線維の結束度を定量化した画像解析処理結果に基づき、前記コラーゲン線維の結束度を評価することを特徴とする。
 このように定量的に評価する形態とすることにより、より精度の高いスクリーニングが実現できる。
 本発明の好ましい形態では、前記画像解析処理において、前記顕微鏡撮影画像に対してフーリエ変換処理を施して2次元空間周波数パワースペクトルを表すフーリエ変換画像を取得し、
 該フーリエ変換画像の少なくとも原点を通過する直線を設定し、該直線の長さ方向について、該直線上における該フーリエ変換画像のパワーをプロットして得られる波形、又は、
 該フーリエ変換画像から、少なくともその原点を含む略矩形領域画像を切り出し、切り出された略矩形領域画像の短径方向のパワーの平均値を、該略矩形領域画像の長径方向についてプロットして得られる波形、
 を得ることを特徴とする。
 フーリエ変換を用いることにより、複雑な顕微鏡撮影画像の定量的な評価が容易となる。
 本発明の好ましい形態では、前記波形の傾斜部分の少なくとも一部を切り出し、前記傾斜部分の近似直線を作成し、該近似直線に対する前記波形を構成するデータのばらつきの程度が小さいほど、前記コラーゲン構造の悪化を抑制する効果に優れるものと判断することを特徴とする。
 データのばらつきの程度という一次元的な尺度に基づきコラーゲン構造の結束度を評価することで、より簡便なスクリーニングが可能である。
 本発明の好ましい形態では、前記ばらつきの程度を標準偏差により評価することを特徴とする。
 標準偏差により評価することにより、統計学的観点から精度の高い評価が可能となる。
 本発明の好ましい形態では、前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件であることを特徴とする。
 このような条件下でインキュベーションを行うことにより、より効果的にスクリーニングを行うことができる。
 本発明は抗老化成分のスクリーニング方法に応用することができる。
 また本発明は、加齢に伴うシワ、たるみ又はハリの低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することができる。
 また、本発明は、アオイ科ゼニアオイ属(Malvaceae Malva)に属する植物の抽出物を有効成分として含む、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化の抑制剤にも関する。
 本発明の第2の課題に関して、本発明者らの鋭意研究の結果、皮下脂肪層の相対的な粘弾性が加齢に伴い低下することが明らかとなった。この知見に基づき、さらに詳細な解析を行ったところ、皮下組織に存在する皮下脂肪細胞を包むコラーゲン線維が、加齢とともに線維化することが明らかとなった。加齢に伴い動脈血の酸素濃度が低下することが知られていることから(非特許文献3)、本発明らは皮下脂肪細胞の線維化は低酸素条件によって惹起されている可能性に着目した。そして、さらなる解析の結果、本発明者らは低酸素条件下に置かれた皮下脂肪細胞において、コラーゲン線維の架橋に関わる遺伝子であるloxの発現量の上昇が観察されることを見出し、本発明を完成させた。
 上記第2の課題を解決する本発明は、低酸素条件で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を指標とする、
 低酸素条件及び/又は加齢による、皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分のスクリーニング方法である。
 本発明の方法によれば、低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分を容易にスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、前記細胞が脂肪細胞である。これにより、皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をより精度よくスクリーニングすることができる。
 本発明は、抗老化成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 また、本発明は、加齢に伴うたるみの改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 本発明の好ましい形態では、被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞と比較して、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現量が低い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分であると判定する。
 このように対照実験を行うことにより、より精度よくスクリーニングを行うことができる。
 本発明の好ましい形態では、前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件である。
 このような条件下で細胞培養を行うことにより、より効果的にスクリーニングを行うことができる。
 本発明の好ましい形態では、vegf遺伝子の発現量の上昇を、低酸素条件で培養した細胞において低酸素応答が生じていることの指標とする。
 このような指標を置くことにより、試験系の適正性を確認することができ、より正確にスクリーニングを行うことができる。
 また、本発明は上述のスクリーニング方法により見出された有効成分にも関する。具体的には、本発明はナデシコ科サボンソウ属(Caryophyllaceae Saponaria)に属する植物の抽出物を有効成分として含有することを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢によるlox遺伝子の発現の上昇抑制剤及び皮下脂肪細胞の線維化抑制剤、並びに加齢に伴うたるみの改善又は予防剤にも関する。
 上述の通り、皮膚のバリア機能は加齢に伴い低下する(非特許文献2)。一方、加齢に伴い動脈血の酸素濃度が低下することが知られていることから(非特許文献3)、本発明らは皮膚バリア機能の低下が低酸素条件によって惹起されている可能性に着目した。鋭意研究の結果、本発明の第3の課題に関して、本発明者らは低酸素条件下に置かれた表皮細胞において、タイトジャンクションの形成に関わる遺伝子であるocculudin、claudin及びzo-1、並びにアドヘレンスジャンクションの形成に関わる遺伝子であるcadherin遺伝子の発現量の低下が観察されることを見出し、本発明を完成させた。
 上記第3の課題を解決する本発明は、低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子から選ばれる遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とする、
低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能低下を抑制する成分のスクリーニング方法である。
 本発明によれば、低酸素条件ないし加齢に伴う細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分を簡便にスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子及びzo-1遺伝子から選ばれる遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とする。
 これにより、低酸素条件及び/又は加齢による表皮のタイトジャンクションの機能低下を抑制する成分をスクリーニングすることができる。
 また、本発明の好ましい形態では、低酸素条件で培養した細胞におけるcadherin遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とする。
 これにより、低酸素条件及び/又は加齢による表皮のアドヘレンスジャンクションの機能低下を抑制する成分をスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、前記細胞がケラチノサイトである。
 ケラチノサイトを用いることにより、より精度よく表皮のタイトジャンクション機能の低下を抑制する成分をスクリーニングすることができる。
 本発明は抗老化成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 本発明は加齢に伴う皮膚バリア機能の低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 本発明の好ましい形態では、被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞と比較して、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子及びzo-1遺伝子から選ばれる遺伝子の発現量が高い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による表皮のタイトジャンクション機能低下を抑制する成分であると判定する。
 このように対照試験を行う実施形態とすることにより、精度の高いスクリーニングを実現することができる。
 本発明の好ましい実施の形態では、前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件である。
 このような条件下で細胞培養を行うことにより、より効果的に低酸素条件ないし加齢に伴うタイトジャンクション機能の低下を抑制する成分をスクリーニングすることができる。
 本発明の好ましい形態では、vegf遺伝子の発現量の上昇を、低酸素条件で培養した細胞において低酸素応答が生じていることの指標とする。
 このように低酸素応答反応のマーカーを同時に測定することにより、精度が高いことを確認しながらスクリーニングを行うことができる。
 また、本発明は上述のスクリーニング方法により有効性が確認された成分を含む剤にも関する。具体的には、本発明は、シソ科ハッカ属(Lamiaceae Mentha)に属する植物の抽出物を有効成分として含むことを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢によるclaudin遺伝子の発現低下抑制剤、表皮の細胞接着装置の機能低下抑制剤、及び加齢に伴う皮膚バリア機能の低下の改善又は予防剤にも関する。
 本発明の第4の課題に関して、本発明者らは、鋭意研究の結果、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、酸素レベルとの間には相関関係があることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、上記第4の課題を解決する本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として前記酸素レベルを推定することを特徴とする、酸素レベルの推定方法である。
 本発明によれば、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルという物理特性ないし生理特性から、皮下組織の酸素レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を説明変数、皮下組織の酸素レベルの評価値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値から前記酸素レベルを算出することを特徴とする。
 予め用意した回帰式を用いることで、より正確に皮下組織の酸素レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記皮下組織の粘弾性を、超音波エラストグラフィにより測定することを特徴とする。
 これにより、非侵襲的かつ定量的に皮下組織の粘弾性の測定結果を得ることができ、より精度よく皮下組織の酸素レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする。
 特に皮下組織上層の粘弾性を指標とすることで、より正確に皮下組織の酸素レベルを推定することができる。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を指標として前記酸素レベルを推定する酸素レベル推定装置であって、
 前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
 被験者の肌の皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記酸素レベルを算出する酸素レベル算出手段と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を指標として前記酸素レベルを推定する酸素レベル推定プログラムであって、
 コンピュータを、
 被験者の肌の皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記酸素レベルを算出する酸素レベル算出手段として、
 機能させることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することを特徴とする、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法にも関する。
 本発明は、上述した皮下組織の酸素レベルの推定方法と表裏をなすものである。本発明によれば、皮下組織の酸素レベルという生理学的特性から、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、皮下組織の酸素レベルの評価値を説明変数、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の酸素レベルの評価値から皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを算出することを特徴とする。
 予め用意した回帰式を用いることで、より正確に皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記皮下組織の酸素レベルを、近赤外線分光法により測定することを特徴とする。
 これにより、非侵襲的かつ定量的に皮下組織の酸素レベルの測定結果を得ることができ、より精度よく皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする。
 本発明は、特に皮下組織上層の粘弾性の推定に有用である。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定する皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定装置であって、
 前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
 被験者の皮下組織の酸素レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記粘弾性又は線維化レベルを算出する粘弾性又は線維化レベル算出手段と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定する皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定プログラムであって、
 コンピュータを、
 被験者の皮下組織の酸素レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記粘弾性又は線維化レベルを算出する粘弾性又は線維化レベル算出手段として、
 機能させることを特徴とする。
 本発明の第5の課題に関して、本発明者らの鋭意研究の結果、皮下組織に存在する皮下脂肪細胞を包むコラーゲン線維が、加齢とともに線維化することが明らかとなった。そして、さらなる解析の結果、本発明者らは皮下組織の粘弾性と脂肪細胞を包む線維構造の線維化レベルとの間には相関関係があることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、上記第5の課題を解決する本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性を指標として前記線維化レベルを推定することを特徴とする、線維化レベルの推定方法である。
 本発明によれば、皮下組織の粘弾性という物理特性から、皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、皮下組織の粘弾性の測定値を説明変数、皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の粘弾性の測定値から前記線維化レベルを算出することを特徴とする。
 予め用意した回帰式を用いることで、より正確に皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記皮下組織の粘弾性を、超音波エラストグラフィにより測定することを特徴とする。
 これにより、非侵襲的かつ定量的に皮下組織の粘弾性の測定結果を得ることができ、より精度よく皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする。
 特に皮下組織上層の粘弾性を指標とすることで、より正確に皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性を指標として前記線維化レベルを推定する線維化レベル推定装置にも関する。
 本発明の線維化レベル推定装置は、
 前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
 被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性を指標として前記線維化レベルを推定する線維化レベル推定プログラムにも関する。
 本発明の線維化レベル推定プログラムは、
 コンピュータを、
 被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段として、
 機能させることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定することを特徴とする、皮下組織の粘弾性の推定方法にも関する。
 本発明は、上述した皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法と表裏をなすものである。本発明によれば、皮下脂肪細胞の線維化レベルという生理学的・解剖学的特性から、皮下組織の粘弾性を推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値を説明変数、皮下組織の粘弾性の測定値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値から皮下組織の粘弾性を算出することを特徴とする。
 予め用意した回帰式を用いることで、より正確に皮下組織の粘弾性を推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを、超音波診断装置により測定することを特徴とする。
 これにより、非侵襲的かつ定量的に皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定結果を得ることができ、より精度よく皮下組織の粘弾性を推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、超音波診断装置により皮下組織のエコー画像を取得し、該画像よりヒストグラムを生成し、皮下脂肪細胞の線維化レベルを該ヒストグラムの歪度として算出することを特徴とする。
 ヒストグラムから算出した歪度を指標とすることで、皮下脂肪細胞の線維化レベルを客観的に評価することができ、より精度よく皮下組織の粘弾性を推定することができる。
 本発明の好ましい形態では、前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする。
 本発明は、特に皮下組織上層の粘弾性の推定に有用である。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定する皮下組織の粘弾性推定装置にも関する。
 本発明の粘弾性推定装置は、
 前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
 被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段と、を備えることを特徴とする。
 また、本発明は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定する皮下組織の粘弾性推定プログラムにも関する。
 本発明の粘弾性推定プログラムは、
 コンピュータを、
 被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段として、
 機能させることを特徴とする。
 本発明によれば、低酸素条件及び/又は加齢によるコラーゲン構造の悪化を抑制する成分を容易にスクリーニングすることができる。
 本発明によれば、抗老化成分、具体的には低酸素条件及び/又は加齢による組織の線維化を抑制する成分を容易にスクリーニングすることができる。
 また本発明のスクリーニング法でその有効性が確認されたナデシコ科サボンソウ属に属する植物の抽出物を有効成分として含む剤は、低酸素条件及び/又は加齢によるlox遺伝子の発現の上昇抑制効果、皮下脂肪細胞の線維化抑制効果、並びに加齢に伴うたるみの改善効果又は予防効果を発揮する。
 本発明によれば、抗老化成分、具体的には低酸素条件及び/又は加齢による表皮のタイトジャンクション機能の低下を抑制する成分を容易にスクリーニングすることができる。
 本発明によれば、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルから、皮下組織の酸素レベルを推定することができる。
 また、本発明によれば、皮下組織の酸素レベルから、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 本発明によれば、皮下組織の粘弾性から、皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することができる。
 また、本発明によれば、皮下脂肪細胞の線維化レベルから、皮下組織の粘弾性を推定することができる。
加齢に伴い全身の酸素飽和度が低下することを示すグラフである。 加齢に伴い局所組織の酸素飽和度が低下することを示すグラフである。 フーリエ変換画像(上段)の原点を通過する直線を設定し、その直線の長さ方向について、直線上におけるフーリエ変換画像のパワーをプロットして得た波形(下段)。 フーリエ変換画像(上段)から、その原点を中心に含む矩形領域画像を切り出し、切り出された矩形領域画像の短径(縦)方向のパワーの平均値を、略矩形領域画像の長径(横)方向についてプロットして得た波形(下段)。 波形データ(上段)の傾斜部分を切り出し(下段)、波形を構成するデータについて近似直線を作成することを表す概略図。 通常酸素状態、または低酸素状態においてインキュベーションしたコラーゲン含有組成物におけるコラーゲン線維を撮影した電子顕微鏡撮影画像。 2次元空間周波数パワースペクトルを表すフーリエ変換画像である。画像に表された長方形領域を選択し、この領域について波形データを得る。 フーリエ変換画像より選択された領域における、2次元空間周波数パワースペクトルのパワーを表す波形である。 波形の傾斜部分における波形を構成するデータと、そのデータについて算出された近似直線を表す。 図9に示した近似直線と波形を構成するデータとのパワーの差分(Δpower)を縦軸にプロットしたグラフである。 通常の酸素濃度条件、及び低酸素条件において培養した細胞における、皮下脂肪細胞の線維構造の相違を示す顕微鏡写真である。 通常の酸素濃度条件、及び低酸素条件において培養した細胞におけるvegf遺伝子、col1a1遺伝子、col3a1遺伝子、tgf-β遺伝子、及びlox遺伝子の発現量を表す棒グラフである。 サボンソウ葉エキス又はブドウ葉エキスを添加し、低酸素条件において培養した細胞におけるlox遺伝子の発現量を表す棒グラフである。 通常の酸素濃度条件、及び低酸素条件において培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子、及びcadherin遺伝子の発現量を表す棒グラフである。 セイヨウハッカ葉エキス又はユキノシタエキスを添加し、低酸素条件において培養した細胞におけるclaudin遺伝子の発現量を表す棒グラフである。 局所組織の酸素飽和度と皮下組織の粘弾性の相関関係を示すグラフである。 本発明の線維化レベル推定装置の一実施形態を示すハードウェアブロック図である。 本発明の粘弾性推定装置の一実施形態を示すハードウェアブロック図である。 皮下脂肪細胞の線維化の程度を評価するために用いた、電子顕微鏡により取得された基準写真である。線維化の進行の程度が最も低いものがスコア1の写真であり、線維化の進行の程度が最も高いものがスコア5の写真である。 9名のドナーの皮下脂肪細胞を観察し、基準写真をもとにスコアをつけた結果を表す散布図である。 エラストグラフィ解析によって得られた、皮膚の内部断面における粘弾性の分布を表すイメージング画像である。 超音波解析によって得られた、皮下脂肪層における線維化状態を表す画像、及び画像処理により得られたヒストグラムである。(A)は線維化の程度が低い画像、(B)は線維化の程度が高い画像を表す。また、(C)は(A)に対応するヒストグラムの歪度が大きい画像、(D)は(B)に対応するヒストグラムの歪度が小さい画像を表す。 試験例11の解析結果についての回帰分析の結果を表すグラフである。
 第1~第3の課題を解決する本発明は、被検成分を含む培地で細胞を低酸素条件下で培養し、培養系の状態の変化を指標とする、低酸素条件及び/又は加齢による、皮膚の状態又は機能を改善する成分のスクリーニング方法である。
 ここで、「培養系の状態の変化」とは、所定条件下で培養された細胞内における皮膚状態関連遺伝子の発現の変化、及び、細胞の培養液や足場など細胞外における環境の変化を指す。
 また、「皮膚の状態又は機能」とは、皮膚のシワ、たるみ又はハリの低下、コラーゲン構造の変化(線維化を含む)、バリア機能、等である。
 以下、各課題に対応する本発明の実施の形態を、それぞれ詳細に説明する。
<1>スクリーニング方法
 第1の課題を解決する本発明は、低酸素条件において進行するコラーゲン線維の架橋化による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分をスクリーニングする方法である。また、加齢に伴い組織が低酸素条件に置かれることから(非特許文献3)、本発明は、加齢によるコラーゲン構造の悪化を抑制する成分をもスクリーニングの対象とすることができる。
 なお、骨、歯、軟骨、脂肪、腱、靱帯、真皮、皮下組織などの結合組織の主成分はコラーゲンである。よって、本発明は結合組織のコラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニング方法に応用することができる。
 特に、真皮組織のコラーゲン線維の架橋が進み、コラーゲン構造が悪化すると、皮膚のシワ、たるみ又はハリの低下に代表される老化が進む。
 したがって、本発明は、抗老化成分、より具体的には、加齢に伴うシワ、たるみ又はハリの低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 以下、本発明の構成について詳述する。
(1)コラーゲン含有組成物
 本発明においては、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物を用いる。コラーゲン含有組成物は、コラーゲンを含有する組成物であり、細胞培養を阻害するような組成のものでなければ、その具体的構成は限定されない。
 コラーゲン含有組成物は、細胞培養のための各種成分を含んでいることが好ましい。例えば、MEM(Minimum Essential Medium)、BME(Basal Medium Eagle)、DMEM(Dulbecco´s Modified Eagle Medium)、EMEM(Eagle´s minimal essential medium)、IMDM(Iscove´s Modified Dulbecco´s Medium)、GMEM(Glas- gow´s MEM)、F12(Ham´s F12 Medium)、DMEM/F12、RPMI1640、BMOC-3(Brinster´s BMOC-3 Medium)、CMRL-1066、L-15培地(Leibovitz´s L-15 medium)、McCoy’s 5A、Media 199、MEM αMedia、MCDB105、MCDB131、MCDB153、MCDB201、Williams’ medium Eなど細胞培養に常用される基本培地;FBSなどの血清;KSRなどの血清代替品;NaHCO、HEPESなどの緩衝剤;pH調製の目的でのアルカリや酸;FGFなどの各種成長因子などを例示できる。
 コラーゲン含有組成物に分散させる細胞の種類により、上記任意成分の種類及びその濃度を適宜選択することができる。
 コラーゲン含有組成物は、液体状であってもゲル状であってもよい。生体内におけるコラーゲンの存在態様、より具体的には結合組織の態様に近づけるという観点から、コラーゲン含有組成物はコラーゲンゲルの形態とすることが好ましい。
 コラーゲン含有組成物に含まれるコラーゲンの種類は特に限定されないが、I型~III型、V型、XI型などの線維性コラーゲンが好適に例示できる。コラーゲンは、動物の皮膚などの結合組織より抽出することにより得ることができる。
 コラーゲンとしては、市販品を特に制限なく用いることができる。例えば、Atelocollagen/Native Collagen Acidic Solutions(株式会社高研社製)、Cellmatrix Type I-A(新田ゼラチン株式会社製)、コラーゲンタイプIIIウシ真皮由来(株式会社ニッピ製)などが挙げられる。
 コラーゲン含有組成物におけるコラーゲンの濃度は特に限定されないが、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~8質量%、さらに好ましくは0.1~5質量%、さらに好ましくは0.3~2質量%、さらに好ましくは0.5~1.5質量%である。
(2)細胞
 コラーゲン含有組成物に分散させる細胞の種類は特に限定されず、生体から採取した初代培養細胞や、株化された培養細胞を用いることができる。
 なお、コラーゲンは結合組織の主要成分である。よって、生体における結合組織を再現したモデルとしての精度を向上させる観点からは、線維芽細胞、細網細胞、組織球、形質細胞、リンパ球、脂肪細胞、肥満細胞、顆粒白血球、色素細胞などの結合組織細胞を用いることが好ましく、中でも線維芽細胞を用いることが特に好ましい。
 これら細胞については、初代培養細胞や株化細胞が市販されており、これを本発明のために制限無く使用することができる。
 コラーゲン含有組成物に分散させる細胞の数は特に限定されない。コラーゲン含有組成物の1mL当たりの細胞数としては、好ましくは1×10個~1×10個、より好ましくは1×10個~1×10個、さらに好ましくは5×10個~5×10個を目安とすることができる。
 コラーゲン含有組成物の調製方法は特に限定されない。
 まず、コラーゲン含有組成物を構成するコラーゲン溶液を調製し、これに別途用意した細胞の懸濁液を加えて混合することでコラーゲン含有組成物を調製することが好ましい。
(3)被検成分
 被検成分をコラーゲン含有組成物に添加する際の態様は限定されない。好ましくは被検成分を含む溶液をコラーゲン含有組成物に添加する形態とする。被検成分を含む溶液は、コラーゲン含有組成物の調製に使用したものと同じ基本培地や血清などの培地成分を含むことが好ましい。
 コラーゲン含有組成物をコラーゲンゲルの形態として本発明を実施する場合には、コラーゲン含有組成物がゲル化する前の溶液を培養容器に充填し、COインキュベーター内で数時間静置し、完全にゲル化した状態となってから、被検成分を添加することが好ましい。
 また、被検成分の添加前に、ゲル化したコラーゲン含有組成物を培養容器の内壁から剥離させてから被検成分を添加することが好ましい。
 コラーゲン含有組成物に対する、被検成分の溶液の添加量も特に限定されない。コラーゲン含有組成物に対する被検成分の溶液の体積比は、好ましくは0.1~10、より好ましくは0.2~5、さらに好ましくは0.3~2を目安とすることができる。
(4)インキュベーション
 被検成分の添加の後、コラーゲン含有組成物を低酸素条件下でインキュベーションする。
 通常の細胞培養におけるCOインキュベーターにおいて酸素濃度は18~19%程度であるので、これよりも低い酸素濃度でインキュベーションする。具体的には、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下の酸素濃度でインキュベーションする。
 酸素濃度の下限は、コラーゲン含有組成物に分散された細胞が死滅しなければ特に制限されないが、好ましくは0.1%以上、より好ましくは0.5%以上の酸素濃度である。
 低酸素条件でのインキュベーションにおいては、炭酸ガスの他に窒素ガスや混合ガスなどのボンベを併設した低酸素濃度培養用COインキュベーター(例えば、池本理化工業社製)を用いてもよいし、ガス濃度調節剤を備えるガスバリア性パウチからなる低酸素培養器具(例えば、スギヤマ技研製)を用いてもよい。
 インキュベーション期間は特に制限されず、コラーゲン含有組成物に分散した細胞の種類や数、これに基づき予想されるコンフルエントに達する時間等を考慮して適宜設計することができる。具体的には、好ましくは12時間~10日、より好ましくは1日~9日、さらに好ましくは3日~8日を目安とすることができる。
 このインキュベーションの期間中、被検成分を含む培地を用いて培地交換をしてもよい。
 なお、対照として、被検成分を添加せずにコラーゲン含有組成物をインキュベーションすることが好ましい。対照との比較によって、後述するコラーゲン線維の結束度の上昇低減効果の確認が容易となるからである。
(5)コラーゲン線維の結束度の観察
 生体内では加齢に伴い結合組織のコラーゲンの架橋が進み、コラーゲン線維の結束度が向上する。細胞が分散されたコラーゲン含有組成物を低酸素条件下でインキュベーションしたときにも、この生体内での事象と同じく、コラーゲン含有組成物中のコラーゲン線維の結束度が上昇する。
 本発明においては、被検成分を添加したときのコラーゲン含有組成物におけるコラーゲン線維の結束度の上昇低減効果を指標とする。
 インキュベーション後のコラーゲン含有組成物におけるコラーゲン線維の結束度の確認方法は特に限定されないが、顕微鏡、特に電子顕微鏡による観察を好適に例示することができる。
 電子顕微鏡としては走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)、及び走査型透過電子顕微鏡(STEM)の何れを用いても構わない。
 本発明においては顕微鏡撮影画像に基づき、コラーゲン含有組成物におけるコラーゲン線維の結束度を評価する形態とすることが好ましい。
 顕微鏡で観察したとき、コラーゲン線維が束になって凝集しているように見える箇所が、コラーゲン線維の結束部分である。この結束部分の数や大きさなどを観察し、その程度が大きい場合に、結束度が高いと評価することができる。
 顕微鏡撮影画像に基づく評価の実施の形態は特に制限されない。
 例えば、予め用意しておいた基準写真を基に官能的に結束度を評価する形態としてもよい。
 また、顕微鏡撮影画像に対して画像解析処理を施し、コラーゲン線維の結束度を定量化した画像解析処理結果に基づいて、結束度を評価する形態としてもよい。
 ここでいう画像解析処理の手法は特に限定されない。顕微鏡撮影画像において結束部分は高強度(高光度、高明度、高輝度など)で表示される傾向がある。そのため、画像解析処理によって、強度(光度、明度、輝度など)のパラメータを計算処理することで、結束度を定量的に評価することができる。
 以下、画像解析処理としてフーリエ変換処理による手法を具体的に説明する。
 フーリエ変換は周期性の評価手法である。2次元の画像に対してフーリエ変換を行った場合、パワーが濃淡で表された2次元空間周波数パワースペクトルを表すフーリエ変換画像が得られる。このフーリエ変換画像の中心は波数0の原点であり、原点より離れた位置ほど高波数を表す。
 フーリエ変換の手法としては、離散フーリエ変換(DFT)や、演算量を減らした高速フーリエ変換(FFT)などが挙げられる。
 なお、フーリエ変換で扱えるのは通常グレースケールの画像なので、顕微鏡撮影画像をグレースケールに変換してからフーリエ変換することが好ましい。
 次に、フーリエ変換画像に基づき、パワーの波形に関するデータを得る。
 パワーの波形は、以下の何れかの方法により算出することができる。
 (i)フーリエ変換画像の少なくとも原点を通過する直線を設定し、該直線の長さ方向について、該直線上における該フーリエ変換画像のパワーをプロットして得る(図3に概略図を示す)。
 (ii)フーリエ変換画像から、少なくともその原点を含む略矩形領域画像を切り出し、切り出された略矩形領域画像の短径方向のパワーの平均値を、該略矩形領域画像の長径方向についてプロットして得る(図4に概略図を示す)。
 図3及び図4の下段において、縦軸はパワーであるが、フーリエ変換画像においてパワーは濃淡により表現される。したがって、パワーについてはフーリエ変換画像の光度や輝度、明度に基づき算出することができる。
 また、図3及び図4の下段において、横軸は周波数であるが、フーリエ変換画像はデジタル画像としてコンピュータ上で処理されるため、画素(pixel)に基づく位置情報として取得される。
 元データである顕微鏡撮影画像においては、上述した通り、コラーゲン構造の結束部分は高光度、高明度又は高輝度で表示される傾向がある。すなわち、コラーゲン構造の結束度が高い場合には、顕微鏡撮影画像において高光度、高明度又は高輝度の領域が高頻度に出現することとなる。そのため、これをフーリエ変換した2次元空間周波数パワースペクトルにおいては、周波数ごとのパワーにばらつきが生じやすい傾向となる。
 したがって、波形で表されるパワーのばらつきの程度が高いほど、元データである顕微鏡撮影画像に表されたコラーゲン線維の結束度は高いと評価することができる。
 このばらつきの程度は、波形の傾斜部分における近似直線(図5)に対する、波形を構成するデータのばらつきにより評価可能である。
 例えば、近似直線と波形を構成するデータとのパワーの差分(Δパワー)を算出し、Δパワーのデータ集合についての標準偏差によって、波形を構成するデータのばらつきを客観的に評価することができる。
<2>コラーゲン構造の悪化の抑制剤
 アオイ科ゼニアオイ属(Malvaceae Malva)に属する植物の抽出物には、低酸素条件や加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する効果がある。
 つまり、アオイ科ゼニアオイ属に属する植物の抽出物は、コラーゲンを主成分とする組織である、骨、歯、軟骨、脂肪、腱、靱帯、真皮、皮下組織などの結合組織の機能低下の改善又は予防に効果を奏する。
 また、真皮組織のコラーゲン構造が悪化すると、皮膚のシワ、たるみ又はハリの低下に代表される老化が進む。
 したがって、アオイ科ゼニアオイ属に属する植物の抽出物には、コラーゲン構造の悪化を抑制する効果に付随して、抗老化作用、より具体的には、加齢に伴う皮膚のシワ、たるみ又はハリの低下の改善又は予防効果があると言える。
 本発明の有効成分であるアオイ科ゼニアオイ属に属する植物としては、Malva aegyptia L.、Malva alcea L.、Malva alcea var. fastigiata (Cav.) K. Koch、Malva arborea (L.) Webb & Berthel.、Malva assurgentiflora (Kellogg) M.F.Ray、Malva borealis Wallman、Malva canariensis M.F.Ray、Malva cathayensis M.G. Gilbert, Y. Tang & Dorr、Malva cretica Cav.、Malva cretica subsp. althaeoides (Cav.) Dalby、Malva durieui Spach、Malva erecta J. Presl & C. Presl、Malva hispanica L.、Malva iljinii Riedl、Malva lindsayi (Moran) M.F.Ray、Malva moschata L.(ジャコウアオイ)、Malva multiflora (Cav.) Soldano, Banfi & Galasso、Malva neglecta Wallr.、Malva nicaeensis All.、Malva occidentalis (S.Watson) M.F.Ray、Malva pacifica M.F.Ray、Malva parviflora L.(ウサギアオイ)、Malva preissiana Miq.、Malva pseudolavatera Webb & Berthel.、Malva pusilla Sm.、Malva stipulacea Cav.、Malva subovata (DC.) Molero & J.M.Monts.、Malva sylvestris L.(ウスベニアオイ)、Malva sylvestris var. mauritiana (L.) Boiss.(ゼニアオイ)、Malva tournefortiana L.、Malva verticillata L.(フユアオイ)、Malva vidalii (Pau) Molero & J.M.Monts.などが挙げられる。
 特に好ましくはゼニアオイ(Malva sylvestris var. mauritiana (L.) Boiss.)を例示できる。
 アオイ科ゼニアオイ属に属する植物の抽出物を得る際の抽出部位は、特に限定されず、植物の花、葉、茎、根、種から選ばれる1種又は2種以上を用いて、抽出物を得ることができる。このなかでも、特に花から得られる抽出物が好ましい。
 本発明における前記の植物の抽出物は、日本において自生又は生育された植物、漢方生薬原料などとして販売される日本産のものを用い抽出物を作製することもできるし、丸善株式会社などの植物抽出物を扱う会社より販売されている市販の抽出物を購入し、使用することもできる。
 抽出に際し、植物は予め、粉砕或いは細切して抽出効率を向上させるように加工することが好ましい。抽出物は、植物またはその乾燥物1質量に対して、溶媒を1~30質量部加え、室温であれば数日間、沸点付近の温度であれば数時間浸漬する。浸漬後は、室温まで冷却し、所望により不溶物を除去した後、溶媒を減圧濃縮するなどにより除去することができる。その後、シリカゲルやイオン交換樹脂を充填したカラムクロマトグラフィ-などで分画精製し、所望の抽出物を得ることができる。
 抽出溶媒としては、極性溶媒が好ましく、水、エタノ-ル、イソプロピルアルコ-ル、ブタノ-ルなどのアルコ-ル類、1,3-ブタンジオ-ル、ポリプロピレングリコ-ルなどの多価アルコ-ル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエ-テル、テトラヒドロフランなどのエ-テル類から選択される1種乃至は2種以上が好適に例示できる。
 本発明は外用剤又は経口剤の形態とすることが好ましい。
 外用剤としては化粧料、医薬部外品、医薬品などが好適に例示でき、本発明の効果を損ねない限度において、通常使用される任意成分を含有することもできる。
 このような任意成分としては、例えば、マカデミアナッツ油、アボカド油、トウモロコシ油、オリーブ油、ナタネ油、ゴマ油、ヒマシ油、サフラワー油、綿実油、ホホバ油、ヤシ油、パーム油、液状ラノリン、硬化ヤシ油、硬化油、モクロウ、硬化ヒマシ油、ミツロウ、キャンデリラロウ、カルナウバロウ、イボタロウ、ラノリン、還元ラノリン、硬質ラノリン、ホホバロウ等のオイル、ワックス類;流動パラフィン、スクワラン、プリスタン、オゾケライト、パラフィン、セレシン、ワセリン、マイクロクリスタリンワックス等の炭化水素類;オレイン酸、イソステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ウンデシレン酸等の高級脂肪酸類;セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、オクチルドデカノール、ミリスチルアルコール、セトステアリルアルコール等の高級アルコール等;イソオクタン酸セチル、ミリスチン酸イソプロピル、イソステアリン酸ヘキシルデシル、アジピン酸ジイソプロピル、セバチン酸ジ-2-エチルヘキシル、乳酸セチル、リンゴ酸ジイソステアリル、ジ-2-エチルヘキサン酸エチレングリコール、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール、ジ-2-ヘプチルウンデカン酸グリセリン、トリ-2-エチルヘキサン酸グリセリン、トリ-2-エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、トリイソステアリン酸トリメチロールプロパン、テトラ-2-エチルヘキサン酸ペンタンエリトリット等の合成エステル油類等の油剤類;脂肪酸セッケン(ラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム等)、ラウリル硫酸カリウム、アルキル硫酸トリエタノールアミンエーテル等のアニオン界面活性剤類;塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、ラウリルアミンオキサイド等のカチオン界面活性剤類;イミダゾリン系両性界面活性剤(2-ココイル-2-イミダゾリニウムヒドロキサイド-1-カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等)、ベタイン系界面活性剤(アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等)、アシルメチルタウリン等の両性界面活性剤類;ソルビタン脂肪酸エステル類(ソルビタンモノステアレート、セスキオレイン酸ソルビタン等)、グリセリン脂肪酸類(モノステアリン酸グリセリン等)、プロピレングリコール脂肪酸エステル類(モノステアリン酸プロピレングリコール等)、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル、POEソルビタン脂肪酸エステル類(POEソルビタンモノオレエート、モノステアリン酸ポリオキエチレンソルビタン等)、POEソルビット脂肪酸エステル類(POE-ソルビットモノラウレート等)、POEグリセリン脂肪酸エステル類(POE-グリセリンモノイソステアレート等)、POE脂肪酸エステル類(ポリエチレングリコールモノオレート、POEジステアレート等)、POEアルキルエーテル類(POE2-オクチルドデシルエーテル等)、POEアルキルフェニルエーテル類(POEノニルフェニルエーテル等)、プルロニック型類、POE・POPアルキルエーテル類(POE・POP2-デシルテトラデシルエーテル等)、テトロニック類、POEヒマシ油・硬化ヒマシ油誘導体(POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油等)、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド等の非イオン界面活性剤類;ポリエチレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マルチトール、プロピレングリコール、2,4-ヘキサンジオール等の多価アルコール類;ピロリドンカルボン酸ナトリウム、乳酸、乳酸ナトリウム等の保湿成分類;パラアミノ安息香酸系紫外線吸収剤;アントラニル酸系紫外線吸収剤;サリチル酸系紫外線吸収剤;桂皮酸系紫外線吸収剤;ベンゾフェノン系紫外線吸収剤;糖系紫外線吸収剤;2-(2'-ヒドロキシ-5'-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、4-メトキシ-4'-t-ブチルジベンゾイルメタン等の紫外線吸収剤類;エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類フェノキシエタノール等の抗菌剤などが好ましく例示できる。
 経口剤としては、例えば、菓子やパン、麺などの一般食品、ドリンク製剤、カプセル剤や錠剤の形態をとる健康増進の目的を有する食品群(例えば、特定保健用食品等)、顆粒剤、粉末剤、カプセル剤や、錠剤の形態をとる経口投与医薬品等が例示できる。
 経口剤の形態とする場合においては、許容される任意成分を含有することができる。この様な任意成分としては、食品であれば、塩、砂糖、グルタミン酸ナトリウム、イノシン酸ナトリウム、酢等の調味成分、着色成分、フレーバー等の矯臭成分、増粘剤、乳化・分散剤、保存料、安定剤、各種ビタミン類等が好適に例示でき、健康増進の目的を有する食品群や医薬品であれば、結晶セルロース、乳糖等の賦形剤、アラビヤガムやヒドロキシプロピルセルロース等の結合剤、クロスカルメロースナトリウム、デンプン等の崩壊剤、ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤、矯味、矯臭剤、着色剤、各種ビタミン類等が好ましく例示できる。これらを常法に従って処理することにより、本発明の経口投与組成物を製造することができる。
 経口剤における前記植物の抽出物の総含有量は、固形分として、0.05~100質量%、より好ましくは30~80質量%とすることができる。
 また、固形分として前記植物の抽出物を1日あたり10~1000mgを1回又は数回に分けて飲用する形態とすることが好ましい。
 第2の課題を解決する本発明は、低酸素条件において進行する皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をスクリーニングする方法である。また、加齢に伴い組織が低酸素条件に置かれることから、本発明は、加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をもスクリーニングの対象とすることができる。
 ここで、「線維化」とは、組織を取り巻くコラーゲンの異常な増加やコラーゲン線維同士が架橋することにより、組織が硬くなる現象のことをいう。
 線維化の要因としてはコラーゲンそのものの発現量の増加や、コラーゲン線維構造の架橋反応に関わる遺伝子の発現量の増加が想定できるが、発明者の鋭意研究の結果、低酸素条件で生じる皮下脂肪細胞の線維化にはlox遺伝子の発現量の上昇が深く関わっていることが明らかとなった。
 lox遺伝子の産物であるLOX(リシンオキシダーゼ)は、コラーゲンとエラスチン前駆体のリシン残基にアルデヒド基を形成する反応を触媒する細胞外酵素である。これらアルデヒドは反応性が高く、他の酸化リシン由来アルデヒド基や無修飾のリシン残基と自発的な化学反応を起こす。その結果、コラーゲン線維の安定化や、成熟エラスチンの完全性と弾性に重要な、コラーゲンとエラスチンの架橋を生じさせる。
 lox遺伝子自体は組織の安定化に重要な役割を果たすが、発現が亢進することによって線維化を生じさせる。上述したとおり、低酸素下における皮下脂肪細胞の線維化は、コラーゲンの発現上昇ではなく、lox遺伝子の発現上昇が要因である。そのため、低酸素条件下におけるlox遺伝子の発現上昇を抑制する成分は、すなわち、低酸素条件や加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分であるということができる。
 以上より、本発明は、低酸素条件で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を指標とすることを必須の構成とする。
 上述したように、皮下脂肪細胞は、加齢(動脈血中の酸素濃度の低下)に伴い線維化が進行する。したがって、本発明は、低酸素条件及び/又は加齢による、皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分のスクリーニング方法に好適に応用することができる。
 また、皮下脂肪層における脂肪細胞を包むコラーゲン線維構造の線維化が進むと、皮下組織の物理学的特性が悪化し、皮膚の重みを支えることが困難になり、皮膚のたるみに代表される老化が進む。
 したがって、本発明は、抗老化成分、より具体的には、加齢に伴うたるみの改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 以下、本発明の具体的な構成について説明を加える。
 本発明に用いる細胞は、樹立された培養細胞株であってもよく、また、初代培養細胞であってもよい。
 細胞の種類も特に限定されないが、脂肪細胞を用いることが好ましい。褐色脂肪細胞であっても白色脂肪細胞であってもよいが、好ましくは白色脂肪細胞を用いる。
 皮下脂肪前駆細胞を分化させることで得た、成熟した皮下脂肪細胞を本発明に用いてもよい。
 細胞培養に用いる培地は使用する細胞に適した公知のものを制限なく用いることができる。皮下脂肪前駆細胞を皮下脂肪細胞に分化させる場合に使用する増殖培地、分化培地、維持培地は公知の何れのものであってもよく、市販のキットを用いてもよい。
 本発明においては低酸素条件で細胞を培養することが必須である。通常の細胞培養におけるCOインキュベーターにおいて酸素濃度は18~19%程度であるので、これよりも低い酸素濃度で細胞を培養する。具体的には、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下の酸素濃度で細胞を培養する。
 酸素濃度の下限は培養細胞が死滅しなければ特に制限されないが、好ましくは0.1%以上、より好ましくは0.5%以上の酸素濃度で細胞を培養する。
 低酸素条件での細胞培養においては、炭酸ガスの他に窒素ガスや混合ガスなどのボンベを併設した低酸素濃度培養用COインキュベーター(例えば、池本理化工業社製)を用いてもよいし、ガス濃度調節剤を備えるガスバリア性パウチからなる低酸素培養器具(例えば、スギヤマ技研製)を用いてもよい。
 本発明においては低酸素条件下で培養している細胞の培地に被検成分を添加し、所定の期間培養を継続した後にlox遺伝子の発現量を測定する。
 lox遺伝子の発現量の測定方法は限定されず、回収した細胞におけるlox遺伝子のmRNA量をRT-PCRによって測定する方法が好ましく例示できる。
 低酸素条件で細胞を培養するとlox遺伝子の発現量が上昇する。本発明においては、被検成分を培地に添加したとき、低酸素条件におけるlox遺伝子の発現上昇の程度が低減した場合に、当該被検成分が低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分であると判定し選択する。
 被検成分が低酸素条件におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を有しているか否か正確に判定するために対照実験も実施することが好ましい。
 すなわち、被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞を対照として、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現量を比較する。前者よりも後者の方がlox遺伝子の発現量が低い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による組織の線維化を抑制する成分であると判定することが好ましい。
 lox遺伝子の発現量の測定に加え、細胞が低酸素応答反応を起こしていることを確認するために、低酸素応答反応のマーカーであるvegf遺伝子の発現量を測定することも好ましい。
 vegf遺伝子の発現量が、通常の酸素濃度で細胞を培養したときに比べて高いことが確認できれば、試験系が適正であると評価することができ、スクリーニングの正確性を向上させることができる。
 本発明のスクリーニング方法によれば、低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をスクリーニングすることができる。そして、本発明は、上記スクリーニング方法により見出された成分を有効成分として含む剤にも関する。
 低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分としては、ナデシコ科サボンソウ属(Caryophyllaceae Saponaria)に属する植物の抽出物を挙げることができる。
 ナデシコ科サボンソウ属に属する植物としては、特に限定されないが、サボンソウ(Saponaria officinalis)を例示することができる。
 本発明における前記植物の抽出物は、日本又は外国において自生又は生育された植物、漢方生薬原料などとして販売されるものを用い抽出物を作製することもできるし、丸善株式会社などの植物抽出物を扱う会社より販売されている市販の抽出物を購入し、使用することもできる。
 植物抽出物は、植物抽出物自体のみならず、抽出物の画分、精製した画分、抽出物ないしは画分、精製物の溶媒除去物の総称を意味するものとし、植物由来の抽出物は、自生若しくは生育された植物、漢方生薬原料等として販売されるものを用いた抽出物、市販されている抽出物等が挙げられる。
 抽出操作は、植物部位の全草を用いるほか、植物体、地上部、根茎部、木幹部、葉部、茎部、花穂、花蕾等の部位を使用することできるが、予めこれらを粉砕あるいは細切して抽出効率を向上させることが好ましい。
 抽出溶媒としては、水、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール類、1,3-ブタンジオール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類等の極性溶媒から選択される1種乃至は2種以上が好適なものとして例示することができる。
 具体的な抽出方法としては、例えば、植物体等の抽出に用いる部位又はその乾燥物1質量に対して、溶媒を1~30質量部加え、室温であれば数日間、沸点付近の温度であれば数時間浸漬し、室温まで冷却し後、所望により不溶物及び/又は溶媒除去し、カラムクロマトグラフィー等で分画精製する方法が挙げられる。
 本発明の剤は、製剤化に用いられる任意の成分と適宜組み合わせて、外用剤又は経口剤の形態とすることが好ましい。
 外用剤としては、例えば、化粧料、医薬部外品、皮膚外用医薬等の形態が挙げられる。また、それらの剤形は特に制限されない。中でも、加齢に伴う皮膚のたるみを改善又は予防するという用途との関係から、継続的に使用可能な化粧料の形態が好ましく、中でも、化粧水、美容液、乳液、クリーム、ジェル、サンケア品等の形態が好ましい。
 また、経口剤とする場合には、本発明の剤を有効成分として含む食品用組成物の形態とすることが好ましい。より具体的には、一般食品、錠剤、顆粒剤、ドリンク剤等の剤形を有するサプリメントの形態とすることが好ましい。
 外用剤における植物抽出物の含有量(抽出物の場合は乾燥質量)は、通常、0.00001質量%以上、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上であり、通常80質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
 また、経口剤の場合には、剤形に応じて、1回あたりの摂取量が抽出物の乾燥質量として、通常、0.1mg以上、好ましくは1mg以上、より好ましくは10mg以上であり、通常2000mg以下、好ましくは1000mg以下、より好ましくは500mg以下である。
 化粧料の形態とする場合には、通常化粧料で使用される任意成分を含有していてもよい。任意成分としては、ポリエチレングリコール、グリセリン、1,3-ブチレングリコール、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マルチトール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、イソプレングリコール、1,2-ペンタンジオール、2,4-ヘキシレングリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール等のポリオール、脂肪酸セッケン(ラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム等)、ラウリル硫酸カリウム、アルキル硫酸トリエタノールアミンエーテル等のアニオン界面活性剤類、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、ラウリルアミンオキサイド等のカチオン界面活性剤類、イミダゾリン系両性界面活性剤(2-ココイル-2-イミダゾリニウムヒドロキサイド-1-カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等)、ベタイン系界面活性剤(アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等)、アシルメチルタウリン等の両性界面活性剤類、ソルビタン脂肪酸エステル類(ソルビタンモノステアレート、セスキオレイン酸ソルビタン等)、グリセリン脂肪酸類(モノステアリン酸グリセリン等)、プロピレングリコール脂肪酸エステル類(モノステアリン酸プロピレングリコール等)、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル、POEソルビタン脂肪酸エステル類(POEソルビタンモノオレエート、モノステアリン酸ポリオキエチレンソルビタン等)、POEソルビット脂肪酸エステル類(POE-ソルビットモノラウレート等)、POEグリセリン脂肪酸エステル類(POE-グリセリンモノイソステアレート等)、POE脂肪酸エステル類(ポリエチレングリコールモノオレート、POEジステアレート等)、POEアルキルエーテル類(POE2-オクチルドデシルエーテル等)、POEアルキルフェニルエーテル類(POEノニルフェニルエーテル等)、プルロニック型類、POE・POPアルキルエーテル類(POE・POP2-デシルテトラデシルエーテル等)、テトロニック類、POEヒマシ油・硬化ヒマシ油誘導体(POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油等)、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド等の非イオン界面活性剤類、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、乳酸、乳酸ナトリウム等の保湿成分類、表面処理されていても良い、マイカ、タルク、カオリン、合成雲母、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無水ケイ酸(シリカ)、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の粉体類、表面処理されていても良い、酸化コバルト、群青、紺青、酸化亜鉛の無機顔料類、表面処理されていても良い、酸化鉄二酸化チタン焼結体等の複合顔料、表面処理されていても良い、雲母チタン、魚燐箔、オキシ塩化ビスマス等のパール剤類、レーキ化されていても良い赤色202号、赤色228号、赤色226号、黄色4号、青色404号、黄色5号、赤色505号、赤色230号、赤色223号、橙色201号、赤色213号、黄色204号、黄色203号、青色1号、緑色201号、紫色201号、赤色204号等の有機色素類、ポリエチレン末、ポリメタクリル酸メチル、ナイロン粉末、オルガノポリシロキサンエラストマー等の有機粉体類、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、ビタミンA又はその誘導体、ビタミンB6塩酸塩,ビタミンB6トリパルミテート,ビタミンB6ジオクタノエート,ビタミンB2又はその誘導体,ビタミンB12,ビタミンB15又はその誘導体等のビタミンB類、α-トコフェロール,β-トコフェロール,γ-トコフェロール,ビタミンEアセテート等のビタミンE類、ビタミンD類、ビタミンH、パントテン酸、パンテチン、ピロロキノリンキノン等のビタミン類が挙げられる。
 第3の課題を解決する本発明は、低酸素条件において進行する表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分をスクリーニングする方法である。また、加齢に伴い組織が低酸素条件に置かれることから、本発明は、加齢による表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分をもスクリーニングの対象とすることができる。
 本発明は、低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子から選ばれる遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とすることを必須の構成とする。
 これら4種の遺伝子のうち2種以上、より好ましくは3種以上、さらに好ましくは全種の発現低下の抑制効果を指標とする形態とすることによって、さらに精度よくスクリーニングを行うことができる。
 表皮の細胞接着装置、特にタイトジャンクション機能は皮膚のバリア機能に重要な役割を果たしている。
 したがって、本発明は、抗老化成分、より具体的には、加齢に伴う皮膚バリア機能の低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法に応用することが好ましい。
 以下、本発明の具体的な構成について説明を加える。
 本発明に用いる細胞は、樹立された培養細胞株であってもよく、また、初代培養細胞であってもよい。細胞の種類も特に限定されないが、ケラチノサイトを用いることが好ましい。
 細胞培養に用いる培地は使用する細胞に適した公知のものを制限なく用いることができる。
 また、本発明においては生体より採取した皮膚、または培養皮膚三次元モデルを用いてもよい。皮膚としては、所望により体毛を除去し、生体より採取した皮膚断片であって、角層などを除いた、表皮顆粒層、表皮基底層及び真皮部分からなるものが好ましく、マウス、ラット、モルモット、ブタ、ウサギの皮膚断片が好ましい。
 培養皮膚三次元モデルとしては、ヒト又はヒトを除く動物の皮膚より採取した、正常な(癌化していない)ケラチノサイト、フィブロブラストなどの皮膚細胞を培養し、三次元構造を構築し、皮膚の構造に疑似させたものが好ましく、このような形態の市販品を購入して使用することもできる。好ましい市販品としては、例えば、倉敷紡績株式会社から販売されている「EPI-200」(正常培養ヒト三次元皮膚モデル)などが好適に例示できる。
 本発明においては低酸素条件で細胞を培養することが必須である。通常の細胞培養におけるCOインキュベーターにおいて酸素濃度は18~19%程度であるので、これよりも低い酸素濃度で細胞を培養する。具体的には、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下の酸素濃度で細胞を培養する。
 酸素濃度の下限は培養細胞が死滅しなければ特に制限されないが、好ましくは0.1%以上、より好ましくは0.5%以上の酸素濃度で細胞を培養する。
 低酸素条件での細胞培養においては、炭酸ガスの他に窒素ガスや混合ガスなどのボンベを併設した低酸素濃度培養用COインキュベーター(例えば、池本理化工業社製)を用いてもよいし、ガス濃度調節剤を備えるガスバリア性パウチからなる低酸素培養器具(例えば、スギヤマ技研製)を用いてもよい。
 本発明においては低酸素条件下で培養している細胞の培地に被検成分を添加し、所定の期間培養を継続した後にocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子から選ばれる遺伝子の発現量を測定する。
 これら遺伝子の発現量の測定方法は限定されず、回収した細胞におけるこれら遺伝子のmRNA量をRT-PCRによって測定する方法が好ましく例示できる。
 低酸素条件で細胞を培養するとocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子の発現量が低下する。本発明においては、被検成分を培地に添加したとき、低酸素条件におけるこれら遺伝子群から選ばれる少なくとも1種、好ましくは2種、より好ましくは3種、さらに好ましくは4種の遺伝子の発現低下の程度が低減した場合に、当該被検成分が低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分であると判定し選択する。
 被検成分が低酸素条件におけるこれら遺伝子の発現低下の抑制効果を有しているか否か正確に判定するために対照実験も実施することが好ましい。
 すなわち、被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞を対照として、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるこれら遺伝子の発現量を比較する。前者よりも後者の方がこれら遺伝子の発現量が高い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分であると判定することが好ましい。
 本発明のスクリーニング方法によれば、低酸素条件及び/又は加齢による細胞接着装置の機能低下を抑制する成分をスクリーニングすることができる。そして、本発明は、上記スクリーニング方法により見出された、成分を有効成分として含む剤にも関する。
 低酸素条件及び/又は加齢による細胞接着装置の機能低下を抑制する成分としては、シソ科ハッカ属(Lamiaceae Mentha)に属する植物の抽出物を挙げることができる。
 シソ科ハッカ属に属する植物としては、特に限定されないが、セイヨウハッカ(Mentha piperita)を例示することができる。
 本発明における前記植物の抽出物は、日本又は外国において自生又は生育された植物、漢方生薬原料などとして販売されるものを用い抽出物を作製することもできるし、丸善株式会社などの植物抽出物を扱う会社より販売されている市販の抽出物を購入し、使用することもできる。
 植物抽出物は、植物抽出物自体のみならず、抽出物の画分、精製した画分、抽出物ないしは画分、精製物の溶媒除去物の総称を意味するものとし、植物由来の抽出物は、自生若しくは生育された植物、漢方生薬原料等として販売されるものを用いた抽出物、市販されている抽出物等が挙げられる。
 抽出操作は、植物部位の全草を用いるほか、植物体、地上部、根茎部、木幹部、葉部、茎部、花穂、花蕾等の部位を使用することできるが、予めこれらを粉砕あるいは細切して抽出効率を向上させることが好ましい。
 抽出溶媒としては、水、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール類、1,3-ブタンジオール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類等の極性溶媒から選択される1種乃至は2種以上が好適なものとして例示することができる。
 具体的な抽出方法としては、例えば、植物体等の抽出に用いる部位又はその乾燥物1質量に対して、溶媒を1~30質量部加え、室温であれば数日間、沸点付近の温度であれば数時間浸漬し、室温まで冷却し後、所望により不溶物及び/又は溶媒除去し、カラムクロマトグラフィー等で分画精製する方法が挙げられる。
 本発明の剤は、製剤化に用いられる任意の成分と適宜組み合わせて、外用剤又は経口剤の形態とすることが好ましい。
 外用剤としては、例えば、化粧料、医薬部外品、皮膚外用医薬等の形態が挙げられる。また、それらの剤形は特に制限されない。中でも、加齢に伴う皮膚のたるみを改善又は予防するという用途との関係から、継続的に使用可能な化粧料の形態が好ましく、中でも、化粧水、美容液、乳液、クリーム、ジェル、サンケア品等の形態が好ましい。
 また、経口剤とする場合には、本発明の剤を有効成分として含む食品用組成物の形態とすることが好ましい。より具体的には、一般食品、錠剤、顆粒剤、ドリンク剤等の剤形を有するサプリメントの形態とすることが好ましい。
 外用剤における植物抽出物の含有量(抽出物の場合は乾燥質量)は、通常、0.00001質量%以上、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上であり、通常80質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
 また、経口剤の場合には、剤形に応じて、1回あたりの摂取量が抽出物の乾燥質量として、通常、0.1mg以上、好ましくは1mg以上、より好ましくは10mg以上であり、通常2000mg以下、好ましくは1000mg以下、より好ましくは500mg以下である。
 化粧料の形態とする場合には、通常化粧料で使用される任意成分を含有していてもよい。任意成分としては、ポリエチレングリコール、グリセリン、1,3-ブチレングリコール、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マルチトール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、イソプレングリコール、1,2-ペンタンジオール、2,4-ヘキシレングリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール等のポリオール、脂肪酸セッケン(ラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム等)、ラウリル硫酸カリウム、アルキル硫酸トリエタノールアミンエーテル等のアニオン界面活性剤類、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、ラウリルアミンオキサイド等のカチオン界面活性剤類、イミダゾリン系両性界面活性剤(2-ココイル-2-イミダゾリニウムヒドロキサイド-1-カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等)、ベタイン系界面活性剤(アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等)、アシルメチルタウリン等の両性界面活性剤類、ソルビタン脂肪酸エステル類(ソルビタンモノステアレート、セスキオレイン酸ソルビタン等)、グリセリン脂肪酸類(モノステアリン酸グリセリン等)、プロピレングリコール脂肪酸エステル類(モノステアリン酸プロピレングリコール等)、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル、POEソルビタン脂肪酸エステル類(POEソルビタンモノオレエート、モノステアリン酸ポリオキエチレンソルビタン等)、POEソルビット脂肪酸エステル類(POE-ソルビットモノラウレート等)、POEグリセリン脂肪酸エステル類(POE-グリセリンモノイソステアレート等)、POE脂肪酸エステル類(ポリエチレングリコールモノオレート、POEジステアレート等)、POEアルキルエーテル類(POE2-オクチルドデシルエーテル等)、POEアルキルフェニルエーテル類(POEノニルフェニルエーテル等)、プルロニック型類、POE・POPアルキルエーテル類(POE・POP2-デシルテトラデシルエーテル等)、テトロニック類、POEヒマシ油・硬化ヒマシ油誘導体(POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油等)、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグルコシド等の非イオン界面活性剤類、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、乳酸、乳酸ナトリウム等の保湿成分類、表面処理されていても良い、マイカ、タルク、カオリン、合成雲母、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無水ケイ酸(シリカ)、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の粉体類、表面処理されていても良い、酸化コバルト、群青、紺青、酸化亜鉛の無機顔料類、表面処理されていても良い、酸化鉄二酸化チタン焼結体等の複合顔料、表面処理されていても良い、雲母チタン、魚燐箔、オキシ塩化ビスマス等のパール剤類、レーキ化されていても良い赤色202号、赤色228号、赤色226号、黄色4号、青色404号、黄色5号、赤色505号、赤色230号、赤色223号、橙色201号、赤色213号、黄色204号、黄色203号、青色1号、緑色201号、紫色201号、赤色204号等の有機色素類、ポリエチレン末、ポリメタクリル酸メチル、ナイロン粉末、オルガノポリシロキサンエラストマー等の有機粉体類、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、ビタミンA又はその誘導体、ビタミンB6塩酸塩,ビタミンB6トリパルミテート,ビタミンB6ジオクタノエート,ビタミンB2又はその誘導体,ビタミンB12,ビタミンB15又はその誘導体等のビタミンB類、α-トコフェロール,β-トコフェロール,γ-トコフェロール,ビタミンEアセテート等のビタミンE類、ビタミンD類、ビタミンH、パントテン酸、パンテチン、ピロロキノリンキノン等のビタミン類が挙げられる。
<1>皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法
 以下、第4及び5の課題を解決する本発明の実施の形態について詳述する。
 皮下組織の粘弾性(以下、単に粘弾性ともいう)と皮下組織の酸素レベル(以下、単に酸素レベルともいう)との間には、正の相関関係が成立する。つまり、酸素レベルが高いほど、粘弾性が大きい関係にある。
 一方、皮下組織の粘弾性と脂肪細胞を包む線維構造の線維化レベル(以下、単に線維化レベルともいう)との間には、負の相関関係が成立する。つまり、線維化レベルが小さいほど、粘弾性が大きい関係にある。
 本発明は、かかる相関関係を利用して粘弾性から皮下組織の酸素レベル又は脂肪細胞を包む線維構造の線維化レベルを推定する。
 皮下組織は、粘弾性が略均一な部分ごとに、深さ方向について大きく3つの層に分類することができる。具体的には、皮下組織を深さ方向に1:2:1の比率で分割したとき、一番上に位置する層(真皮に接する層)のことを皮下組織上層という。
 本発明においては、真皮に最も近い層である皮下組織上層の粘弾性を指標とすることが好ましい。
 上記相関関係は好ましくは式またはモデルで示される。式またはモデルとしては、単回帰式又は単回帰モデルが好ましく挙げられる。
 粘弾性は、粘性と弾性の両方を合わせた性質のことをいう。したがって、粘弾性の評価に当たっては粘性と弾性の両方を評価することになる。しかし、生体組織においては粘性と弾性を明確に区別することは困難であり、粘弾性は主として弾性率(ヤング率)により評価されることが一般的である。
 また、フックの法則(下記式1)に基づき、粘弾性を「ひずみ」により評価してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
式1
 そのため、本発明において指標とされる粘弾性は、弾性率(ヤング率)又はひずみとして算出される形態としてもよい。
 上述の回帰式又は回帰モデルの作成に当たっても、説明変数を皮下組織のヤング率又はひずみ、目的変数を酸素レベル又は線維化レベルと置いてよい。
 酸素レベルは、血液中の酸素飽和度を指す。酸素飽和度は、動脈血を直接採血して測定した動脈血酸素飽和度(SaO)であってもよいし、パルスオキシメーター等の測定装置を用いて測定した経皮的酸素飽和度(SpO)であってもよい。また、近赤外線分光法(Near-infrared spectroscopy;NIRS)を用いた局所組織酸素飽和度(rSO)であってもよい。
 本明細書において、皮下組織の酸素レベルとは、全身を循環する動脈血のうち、特に末梢領域における皮下組織の毛細血管を循環する局所組織の酸素飽和度のことをいう。
 皮下脂肪細胞は、皮下組織の大部分を構成する脂肪細胞を指す。脂肪細胞は集塊を形成し、コラーゲンやエラスチンなどの結合組織にその周囲が網目状に包まれた脂肪小葉として存在する。
 脂肪小葉の周囲には、さらに血管や神経が網目状に走行し、栄養物質や老廃物の運搬が行われる。このように、脂肪小葉が結合組織や血管などにより網目状に取り囲まれることで形成される分葉状の構造を、脂肪細胞を包む線維構造と呼ぶ。脂肪細胞を包む線維構造は、脂肪小葉それ自体を形成する線維構造全体、或いは個々の脂肪細胞の周囲に存在する結合組織の部分的な局所構造のように、異なる構成単位に分けることができる。
 本発明による皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法は、特に、個々の脂肪細胞の周囲に存在する線維構造の線維化レベルの推定に有用である。
 ここで、線維化とは、組織を取り巻くコラーゲンの異常な増加やコラーゲン線維同士が架橋することにより、組織が硬くなる現象のことをいう。
 線維化の要因としてはコラーゲンそのものの発現量の増加や、コラーゲン線維構造の架橋反応に関わる遺伝子の発現量の増加が想定できる。
 本明細書において線維化レベルとは、線維化の進行度ないし程度のことをいう。
 皮下組織の粘弾性は超音波エラストグラフィにより測定することができる。超音波エラストグラフィの手法としては、外部から応力σを加えて肌を変形させてひずみε測定し、フックの法則よりヤング率Eを求めるストレイン・イメージングや、肌にせん断波を伝搬させ、その伝搬速度Cを測定することでヤング率Eを求めるシアウェーブ・イメージングなど公知の手法を制限なく用いることができる。
 超音波エラストグラフィ装置としては、例えば日立製作所製「ARIETTA E70」や「Noblus」、シーメンスヘルスケア製「アキュソンS2000e」などを用いることができる。
 超音波エラストグラフィによれば、肌の内部断面における粘弾性(ヤング率(機種によってはひずみ))の分布を画像として得ることができる。本発明の実施に当たっては皮下組織に不均一に分布する粘弾性の平均を測定値として用いてもよい。
 皮下組織の粘弾性の測定に当たっては、皮下組織を深さ方向について上層、中層、下層の3層に分け、それぞれの層における粘弾性の平均を求める形態とすることが好ましい。特に皮下組織上層の粘弾性の平均を測定値として用いて、皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定する実施の形態とすることが好ましい。
<2>皮下組織の粘弾性の推定方法
 上述したとおり、皮下組織の粘弾性と酸素レベルとの間には、正の相関関係が成立し、皮下組織の粘弾性と脂肪細胞を包む線維構造の線維化レベルとの間には、負の相関関係が成立する。本発明は、かかる相関関係を利用して酸素レベル又は線維化レベルから皮下組織の粘弾性を推定する。
 上記相関関係は好ましくは式またはモデルで示される。式またはモデルとしては、単回帰式又は単回帰モデルが好ましく挙げられる。
 酸素レベルの評価方法は特に制限されない。
 上述したように、侵襲的な方法としては、被験者の動脈血を採血して酸素分圧を測定する方法が挙げられる。また、非侵襲的な方法としては、パルスオキシメーターを用いて指尖部の動脈の血流を検知してSpOを測定する方法や、NIRSを用いて頬部などのrSOを測定する方法が挙げられる。
 パルスオキシメーターを用いる場合、プローブの種類は特に制限されず、透過型のものを用いてもよいし、反射型のものを用いてもよい。これらは、市販されているものを適宜使用することができる。
 NIRSを用いる場合も同様に、特段の制限なく市販されている製品を適宜使用することができる。
 線維化レベルの評価方法は特に限定されない。
 侵襲的な方法としてはフォトスケールを用いて相対的な評価値を算出する方法が挙げられる。より詳しくは、予め線維化レベルの異なる皮下脂肪細胞の画像を複数用意する。これを基準写真として、被験者より採取した皮下脂肪細胞の画像に評点をつける。
 侵襲的な方法は被験者に負担を強いることになるため、好ましくは非侵襲的な方法で皮下脂肪細胞の線維化レベルを評価する。
 非侵襲的な方法としては、超音波を用いる方法が挙げられる。より詳しくは、超音波により得られた皮膚の断層面の画像から、皮下脂肪層部分を切り出し、解析用画像とする。取得した解析用画像について、画像処理ソフトウェアを用いて得られる特徴量から線維化レベルを評価することができる。
 このような特徴量としては、画像をグレースケール化、ヒストグラム化、二値化などして算出されるパラメータが例示できる。
 本発明においては、解析用画像をヒストグラム化し、このヒストグラムの歪度を線維化レベルの評価値として採用することが好ましい。
 歪度の小さいヒストグラム(略正規分布を示す)はひずみが小さいことを表すため、皮下脂肪細胞の線維化レベルが高い状態であると判る。反対に、歪度の大きいヒストグラム(非正規分布を示す)からは皮下脂肪細胞の線維化レベルが低い状態であると判別可能となる。
 画像処理ソフトウェアはオープンソースの「ImageJ」など公知の何れのソフトウェアを用いてもよい。
 線維化レベルを評価するために用いる超音波装置は、上述した皮下組織の粘弾性測定の用に供するものと同一のものを用いることができる。
 なお、上記<1>の項目及び本項目において、推定のための指標としての粘弾性、酸素レベル又は線維化レベルの測定ないし評価の方法を説明した。この説明は、回帰式又は回帰モデルを作成するための粘弾性、酸素レベル又は線維化レベルの測定ないし評価の方法にも妥当する。
<3>皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置
 以下、皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置について図17を参照しながら説明を加える。なお、本発明の推定装置は、上記<1>の項目で説明した皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法を実施するための装置である。したがって、上記<1>の項目の説明は、以下の推定装置に関しても妥当する。また、皮下組織の酸素レベルの推定装置は、皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置と同様の構成を有するため、当該推定装置に関しての説明は省略する。皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置の説明を準用することで、当該推定装置の構成を理解することができる。
 本発明の皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置1は、皮下組織の粘弾性と皮下脂肪細胞の線維化レベルとの相関関係を示す線維化レベル相関データを記憶する記憶手段121と、被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、記憶手段121に記憶された線維化レベル相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段112と、を備える。
 図17に示すように、皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置1は、粘弾性測定部13、記憶手段121を備えるROM(Read Only Memory)12、線維化レベル算出手段112を備えるCPU(Central Processing Unit)11、及び線維化レベル表示部14を有している。
 本発明の好ましい実施の形態では、粘弾性測定部13により測定された被験者の肌の皮下組織の粘弾性を数値化する数値化手段111を備えることが好ましい。CPU11が数値化手段111を備える。
 線維化レベル表示部14は、線維化レベル算出手段112が算出した皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定値を表示するディスプレイである。
 このような構成とした本発明の皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定装置1は、被験者の肌の皮下組織の粘弾性を測定するだけで、容易に被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを算出することができる。
 なお、他の実施形態では、粘弾性測定部13及び数値化手段111に代えて、別途測定した粘弾性の測定値を入力する、粘弾性入力部を備えていてもよい。
<4>皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定プログラム
 本発明は上述の皮下組織の酸素レベル又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法をコンピュータに実行させる推定プログラムにも関する。本発明のプログラムは、上述した本発明の線維化レベルの推定装置に含まれるCPUにおける各手段に対応するため、図17の符号を付しながら説明する。なお、上記<3>の項目で述べた理由と同様の理由により、皮下組織の酸素レベルの推定プログラムに関しての説明は省略する。皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定プログラムの説明を準用することで、当該推定プログラムの機能を理解することができる。
 本発明の皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定プログラムは、被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、皮下組織の粘弾性と皮下脂肪細胞の線維化レベルとの相関関係を示す線維化レベル相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段112として、コンピュータを機能させることを特徴とする。
 本発明の線維化レベルの推定プログラムは、図17のブロック図に示すように、コンピュータを数値化手段111として機能させるように構成することが好ましい。
<5>皮下組織の粘弾性の推定装置
 以下、皮下組織の粘弾性の推定装置について図18を参照しながら説明を加える。なお、本発明の皮下組織の粘弾性の推定装置は、上記<2>の項目で説明した皮下組織の粘弾性の推定方法を実施するための装置である。したがって、上記<2>の項目の説明は、以下の皮下組織の粘弾性の推定装置に関しても妥当する。また、以下の説明において、「皮下脂肪細胞の線維化レベル」又は「線維化レベル」を、「皮下組織の酸素レベル」又は「酸素レベル」と読み替えることで、皮下組織の粘弾性と酸素レベルとの相関関係に基づく皮下組織の粘弾性の推定装置の構成を理解することができる。
 本発明の皮下組織の粘弾性の推定装置2は、皮下組織の粘弾性と皮下脂肪細胞の線維化レベルとの相関関係を示す粘弾性相関データを記憶する記憶手段221と、被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、記憶手段221に記憶された粘弾性相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段212と、を備える。
 図18に示すように、皮下組織の粘弾性の推定装置2は、線維化レベル測定部23、記憶手段221を備えるROM22、粘弾性算出手段212を備えるCPU21、及び粘弾性表示部24を有している。
 本発明の好ましい実施の形態では、線維化レベル測定部23により測定された被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを数値化する数値化手段211を備えることが好ましい。CPU21が数値化手段211を備える。
 粘弾性表示部24は、粘弾性算出手段212が算出した皮下組織の粘弾性の推定値を表示するディスプレイである。
 このような構成とした本発明の皮下組織の粘弾性の推定装置2は、被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを測定するだけで、容易に被験者の皮下組織の粘弾性を算出することができる。
 なお、他の実施形態では、線維化レベル測定部23及び数値化手段211に代えて、別途測定した線維化レベルの測定値を入力する、線維化レベル入力部を備えていてもよい。
<6>皮下組織の粘弾性の推定プログラム
 本発明は上述の皮下組織の粘弾性の推定方法をコンピュータに実行させる皮下組織の粘弾性の推定プログラムにも関する。本発明のプログラムは、上述した本発明の粘弾性推定装置に含まれるCPUにおける各手段に対応するため、図18の符号を付しながら説明する。なお、上記<5>の項目で述べたように、「皮下脂肪細胞の線維化レベル」を「皮下組織の酸素レベル」と読み替えることで、皮下組織の粘弾性と酸素レベルとの相関関係に基づく皮下組織の粘弾性の推定プログラムの機能を理解することができる。
 本発明の皮下組織の粘弾性の推定プログラムは、被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、皮下組織の粘弾性と皮下脂肪細胞の線維化レベルとの相関関係を示す粘弾性相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段212として、コンピュータを機能させることを特徴とする。
 本発明の粘弾性推定プログラムは、図18のブロック図に示すように、コンピュータを数値化手段211として機能させるように構成することが好ましい。
<試験例1>加齢及び酸素レベルの回帰分析
 60の被験者に対し、パルスオキシメーター(コニカミノルタ社)を用いて全身の動脈血の酸素飽和度を測定した。また、60名の被験者に対し、NIRS(静岡大学・工学部庭山准教授作製)を用いて頬部の動脈血の酸素飽和度を測定した。得られた酸素飽和度の測定値(全身:SpO2、頬部:rO2)と各被験者の年齢について、それぞれ回帰分析を行った。結果を図1及び2に示す。
 図1及び2に示すように、被験者の年齢と全身の酸素飽和度、及び局所の酸素飽和度の間には、共に負の相関関係が成立することが確認された。
 この結果は、加齢により全身の酸素状態の悪化が引き起こされるのみならず、頬部のような局所の皮膚においても酸素状態の悪化が起こることを示すものである。
<試験例2>コラーゲン構造の悪化を抑制する成分の評価
<1>コラーゲン含有組成物の調製
 表1上段に示した成分を同表に示した質量比で氷冷しながら混合し、コラーゲン溶液Aを調製した。コラーゲン溶液Aと水を表1中段に示す質量比で混合し、コラーゲン溶液Bを調製した。24wellプレートにコラーゲン溶液Bを250μL/well添加し、COインキュベーター内で15分静置した。
 一方、予め培養していた細胞を回収し、1×10cells/mLに調製した細胞懸濁液と、コラーゲン溶液Aとを表1下段に記載の割合で混合し、細胞を含むコラーゲン溶液Cを得た。
 コラーゲン溶液Cを上で説明した250μL/wellのコラーゲン溶液Bが入ったwellに1mL/well添加し、COインキュベーター内で4時間静置することで、細胞が分散されたゲル状のコラーゲン含有組成物を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 マイクロスパーテルでコラーゲン含有組成物をプレートの内壁から剥離した。ここへ被検成分を含有する溶液(10%FBS DMEM)を750μL/well添加した。
 脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)に、この24wellプレートを封入し、酸素濃度1%に調整した状態で、COインキュベーター内でのインキュベーション(低酸素状態)を開始した。
 インキュベーション開始から72時間後、well内の培地を再び被検成分を含有する溶液(10%FBS DMEM)750μL/wellで交換した。その後、再びプレートを低酸素培養器具に封入し、96時間インキュベーション(低酸素状態)した。
 なお、本試験例においては被検成分としてゼニアオイ花エキスを用いた。
 また、対照試験として、被検成分溶液に代えて培地(10%FBS DMEM)を添加したコラーゲン含有組成物を、低酸素培養器具へ封入(低酸素状態)又は未封入(通常酸素状態)の状態で同様にインキュベーションした。
<2>顕微鏡観察
 インキュベーション後のゲル状のコラーゲン含有組成物を回収し、表2に示すフローで固定、脱水、真空凍結乾燥を行い、走査型電子顕微鏡(SEM)によりコラーゲン構造を観察した。電子顕微鏡撮影画像を図6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 図6に示すように、通常酸素状態でインキュベーションしたものと比較し、低酸素状態でインキュベーションしたコラーゲン含有組成物においては、コラーゲン線維が結束し凝集した部分(図6の矢印で示す部分)が顕著に観察された。
 一方、ゼニアオイ花エキスを添加したコラーゲン含有組成物は、同エキス非添加のものに比べてコラーゲン線維の顕著な結束が見られなかった。
 この結果は、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物に、被検成分を添加して、低酸素条件でインキュベーションしたときの、コラーゲン線維の結束度の上昇低減効果を指標とすることで、低酸素条件によるコラーゲン構造の悪化を抑制する成分をスクリーニングできることを示している。
 また、加齢に伴い組織が低酸素条件に置かれることから(非特許文献3)、上記試験系は、加齢によるコラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニングにも応用できることを示している。
 また、本試験例の結果は、アオイ科ゼニアオイ属に属する植物の抽出物には、低酸素条件におけるコラーゲン構造の悪化を抑制する効果があることを示している。
<3>画像解析
 図6に示す顕微鏡撮影画像について画像解析ソフト(ImageJ)を用いて高速フーリエ変換(FFT)を施し、2次元空間周波数パワースペクトルを表す、フーリエ変換画像(FFT画像)を取得した(図7)。
 FFT画像の中心(すなわち2次元空間周波数パワースペクトルの波数0の原点)を中心とした矩形領域を選択した(図7)。
 選択した領域の縦方向の強度(つまり2次元空間周波数パワースペクトルのパワーに相当)を平均した数値を、同領域の横方向についてプロットした波形データを抽出した(図8)。
 この波形データにおける傾斜部分の一部(図8における254pixel~381pixelの領域)を切り出し、この傾斜部分の波形を構成するデータについて近似直線を作成した(図9)。
 この近似直線と波形を構成するデータとのパワーの差分(Δパワー、Δpower)を算出し(図10)、標準偏差を計算した(表3)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表3に示す通り、低酸素状態でインキュベーションしたコラーゲン含有組成物の電子顕微鏡撮影画像の解析により算出された標準偏差は、通常酸素状態でインキュベーションしたものと比較し、顕著に大きかった。
 一方、ゼニアオイ花エキスを添加したコラーゲン含有組成物においては、同エキス非添加のものに比べて、顕著に標準偏差が小さかった。
 この結果は、顕微鏡撮影画像より得られたフーリエ変換画像に表された、2次元空間周波数パワースペクトルのパワーの値のばらつきに基づき、被検成分のコラーゲン線維の結束度の向上低減効果を評価できることを示している。
<試験例3>低酸素条件によるコラーゲン構造の変化の観察
 ヒト皮下脂肪前駆細胞(HPAd)を、増殖培地とともに24穴マルチウェルプレートに播種(2.0×10cell/well)した後、コンフルエントになるまで培養した。その後、分化培地に交換し、3日おきに分化培地を交換しながら14日間培養して、皮下脂肪細胞へと成熟化させた。その後、維持培地に交換し、脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)にプレートを封入し、酸素濃度1%に調節したうえで培養を継続した。このとき、対照として脱酸素剤を除いた低酸素培養器具にプレートを封入し、培養を継続した細胞も用意した。培養後、コラーゲン線維の構造を走査型電子顕微鏡により撮影した。結果を図11に示す。
 図11に示すように、低酸素条件で培養した細胞では、通常の酸素濃度で培養した細胞に比べ、コラーゲン線維の太さが不均一であり、不定形な構造を形成することがわかった。
<試験例4>低酸素条件における細胞培養(1)
 ヒト皮下脂肪前駆細胞(HPAd)を、増殖培地とともに24穴マルチウェルプレートに播種(2.0×10cell/well)した後、コンフルエントになるまで培養した。その後、分化培地に交換し、3日おきに分化培地を交換しながら14日間培養して、皮下脂肪細胞へと成熟化させた。その後、維持培地に交換し、脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)にプレートを封入し、酸素濃度1%に調節したうえで培養を継続した。このとき、対照として脱酸素剤を除いた低酸素培養器具にプレートを封入し、培養を継続した細胞も用意した。維持培地への交換から1日後、培養を終了し、以下の手順によりmRNAを抽出した。
 PBSによってウェル内の細胞を洗浄したのち、RNeasy Lipid Tissue Kit(QIAGEN社)のQIAzol Lysis Reagentを添加(1mL/ウェル)し、細胞からmRNAを抽出した。
 Superscript VILO cDNA Synthesis Kit(Life Technologies社)により、抽出したmRNAをcDNAとした。
 QuantiTect Primer Assayを用いてリアルタイムPCRを行い、col1a1遺伝子、col3a1遺伝子、tgf-β遺伝子、及びlox遺伝子の発現量を測定した。このとき低酸素応答のマーカーであるvegf遺伝子の発現量も併せて測定した。結果を図12に示す。
 図12に示すように、低酸素条件で培養を行った細胞においてはvegf遺伝子の発現量の上昇が観察された。つまり、低酸素条件における培養により細胞が低酸素応答反応を起こしていることが確認できた。
 また、図12に示すようにcol1a1遺伝子及びcol3a1遺伝子の発現量は、低酸素条件での培養では変化しないことがわかった。
 一方、tgf-β遺伝子及びlox遺伝子の発現量は低酸素条件での培養により顕著に上昇した(図12)。
 lox遺伝子の産物であるLOXはコラーゲン線維の架橋に関わる酵素である。また、TGF-βはコラーゲン線維の産生に関わる因子である。つまり、図12に示した結果は、低酸素条件においてはコラーゲン線維に関わるLOX及びTGF-βの生産量が増加し、線維化が促進されうることを示している。
<考察>
 試験例4の結果は、加齢によって皮下脂肪細胞が低酸素条件に置かれると、lox遺伝子の発現が上昇し、その遺伝子産物であるLOXがコラーゲン線維の架橋を促進すること等によって、線維化が進行することを示している。これは、低酸素条件においてlox遺伝子の発現上昇を抑制することができる成分は、皮下脂肪細胞の線維化を抑制できることを示している。
 つまり、試験例4の結果は、低酸素条件で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を指標とすることで、低酸素条件ないし加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をスクリーニングできることを示している。
<試験例5>皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分の評価
 ヒト皮下脂肪前駆細胞(HPAd)を、増殖培地とともに24穴マルチウェルプレートに播種(1.5×10cell/well)した。48時間後に増殖培地を用いて培地交換を行った。
 その48時間後、分化培地に交換し、分化を開始した。2日に1回のペースで培地交換を実施しながら、17日間の分化培養を行った。
 維持培地に培地交換し、そこへスクリーニング対象であるサボンソウ葉エキス及びブドウ葉エキスを添加した。エキスを添加しないプレートを対照として用意した。
 脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)にプレートを封入し、酸素濃度1%に調節したうえで培養を継続した。
 72時間培養後、試験例4と同様の方法でmRNAを回収し、逆転写によってcDNAライブラリーを作製したうえで、リアルタイムPCRによりLOX遺伝子の発現量を解析した。結果を図13に示す。
 図13に示すように、サボンソウ葉エキスは、低酸素条件下におけるlox遺伝子の発現量の上昇を有意に抑制する効果を発揮した。一方、ブドウ葉エキスには、このような有意な効果が見られなかった。
 本試験例により、低酸素条件で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を指標とすることで、低酸素条件ないし加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分をスクリーニングできることが確認できた。
 また、この結果は、ナデシコ科サボンソウ属に属する植物の抽出物を有効成分として含む剤は、低酸素条件及び/又は加齢によるlox遺伝子の発現の上昇抑制効果、皮下脂肪細胞の線維化抑制効果、並びに加齢に伴うたるみの改善効果又は予防効果を発揮することを示している。
<試験例6>低酸素条件における細胞培養(2)
 新生児ヒト正常ケラチノサイトを、KG2培地で4穴プレートに播種し、一日培養した。
ケラチノサイトを分化させるため、培地にCaを添加し(Ca終濃度:1.45mM))、脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)にプレートを封入し、酸素濃度1%に調節したうえで培養を継続した。このとき、対照として脱酸素剤を除いた低酸素培養器具にプレートを封入し、培養を継続した細胞も用意した。それから2日間培養を継続した細胞から、以下の手順によりmRNAを抽出した。
 PBSによってウェル内の細胞を洗浄したのち、RNeasy Lipid Tissue Kit(QIAGEN社)のQIAzol Lysis Reagentを添加(1mL/ウェル)し、細胞からmRNAを抽出した。
 Superscript VILO cDNA Synthesis Kit(Life Technologies社)により、抽出したmRNAをcDNAとした。
 QuantiTect Primer Assayを用いてリアルタイムPCRを行い、occuludin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子の発現量を測定した。結果を図14に示す。
 図14に示すように、occuludin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子の発現量は低酸素条件での培養により顕著に低下した。
 occuludin遺伝子、claudin遺伝子及びzo-1遺伝子の産物であるオクルディン、クローディン及びZO-1は、タイトジャンクションの構成タンパク質である。また、cadherin遺伝子の産物であるカドヘリンはアドヘレンスジャンクションの構成タンパク質である。
 つまり、図14に示した結果は、低酸素条件においてはタイトジャンクション、アドヘレンスジャンクションを構成するオクルディン、クローディン、ZO-1及びカドヘリンの生産量が低下し、タイトジャンクション及びアドヘレンスジャンクションといった細胞接着装置の機能が低下することを示している。
 この結果は、加齢によって表皮が低酸素条件に置かれると、タイトジャンクション又はアドヘレンスジャンクションを構成するオクルディン、クローディン、ZO-1及びカドヘリンの生産量が低下し、表皮の細胞接着装置の機能が低下することを示している。これは、低酸素条件においてocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子の発現低下を抑制することができる成分は、細胞接着装置の機能低下を抑制できることを示している。
 つまり、この結果は、低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とすることで、低酸素条件ないし加齢による表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分をスクリーニングできることを示している。
<試験例7>表皮の細胞接着装置の機能低下を抑制する成分の評価
 新生児ヒト正常ケラチノサイトを24穴プレートに1.07×10cell/wellで播種した。24時間後、高Ca2+培地(KG2培地に1.3M CaCl水溶液を1/1000量添加したもの)に交換し、そこへ被検成分であるセイヨウハッカ葉エキスとユキノシタエキスを添加し、脱酸素剤を備えた低酸素培養器具(BIONIX、スギヤマ技研製)にプレートを封入し、酸素濃度1%に調節したうえで培養を継続した。このとき、被検成分を添加しなかったプレートを対照として用意し、同様に培養を行った。
 48時間後、試験例6と同様の方法でmRNAを抽出し、これを逆転写してcDNAライブラリーを作製し、リアルタイムPCRによってclaudin遺伝子の発現量を測定した。結果を図15に示す。
 図15に示すように、セイヨウハッカ葉エキスは、低酸素条件下におけるclaudin遺伝子の発現量の低下を有意に抑制する効果を発揮した。一方、ユキノシタエキスには、このような有意な効果が見られなかった。
 本試験例により、低酸素条件で培養した細胞におけるclaudin遺伝子の発現量の低下の抑制効果を指標とすることで、低酸素条件ないし加齢による表皮の細胞接着装置の機能の低下を抑制する成分をスクリーニングできることが確認できた。
 また、この結果は、シソ科ハッカ属に属する植物の抽出物を有効成分として含む剤は、低酸素条件及び/又は加齢によるclaudin遺伝子の発現の低下抑制効果、表皮の細胞接着装置の機能低下抑制効果、並びに加齢に伴う皮膚バリア機能の改善効果又は予防効果を発揮することを示している。
<試験例8>皮下組織の粘弾性の解析及び局所組織の酸素飽和度の測定
 58名の被験者に対し、エラストグラフィ(日立製作所)を用いて皮膚内部のエラストグラフィ画像を取得し、粘弾性を測定した。なお、粘弾性の測定については、測定エリアを皮膚の表層部分(真皮)と、皮下組織上層、皮下組織中層及び皮下組織下層の合計4層に分け、層別の相対的な粘弾性を算出した。皮下組織上層、皮下組織中層及び皮下組織下層については、皮下組織を深さ方向において1:2:1の比率で分割することで設定した。
 次に、同被験者に対し、NIRS(静岡大学・工学部庭山准教授作製)を用いて頬部の動脈血の酸素飽和度を測定した。測定に際して使用した近赤外線波長は770nm及び830nmであった。
<試験例9>粘弾性及び酸素飽和度の回帰分析
 試験例8で得られた粘弾性と酸素飽和度の測定値について回帰分析を行った。結果を図16に示す。
 図16に示すように、酸素飽和度と粘弾性の間には、正の相関関係が成立することが確認された。この結果より、皮下組織の粘弾性を指標として、皮下組織の酸素レベルを推定できることが示された。同様に、皮下組織の酸素レベルを指標として、皮下組織の粘弾性を推定できることが示された。
 また、試験例1及び4により、加齢に伴い局所組織の酸素状態が悪化すること、そして低酸素条件下では皮下脂肪細胞の線維化が進行することが示されたことを踏まえ考察すると、皮下脂肪細胞の線維化レベルと皮下組織の酸素レベルとの間には、負の相関関係が成立すると考えられる。したがって、皮下組織の酸素レベルを指標として、皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定でき、同様に、皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として、皮下組織の酸素レベルを推定できることも考えられる。
<試験例10>加齢に伴うコラーゲン構造の変化の観察
 20才以上の9名のドナーより提供された皮下組織における皮下脂肪細胞を走査型電子顕微鏡により撮影した。この電子顕微鏡写真を熟練の評価者に評価させ、皮下脂肪細胞の線維化の程度について1~5のスコアをつけさせた。評価は、線維化の進行度が異なる5段階の基準写真(図19)を基準として行わせた。結果を図20に示す。
 図20に示すように、ドナーの年齢と皮下脂肪細胞の線維化の程度が有意に相関した。この結果は、加齢に伴い皮下脂肪細胞の線維化が進行することを示している。
<試験例11>皮下組織の粘弾性及び皮下脂肪細胞の線維化レベルの解析
 140名の被験者に対し、エラストグラフィ(日立製作所)を用いて皮膚内部のエラストグラフィ画像を取得し、粘弾性を測定した(図21)。なお、粘弾性の測定については、測定エリアを皮膚の表層部分(真皮)と、皮下組織上層、皮下組織中層及び皮下組織下層の合計4層に分け、層別の相対的な粘弾性を算出した。皮下組織上層、皮下組織中層及び皮下組織下層については、皮下組織を深さ方向において1:2:1の比率で分割することで設定した。
 また、同一被験者の超音波画像から皮下脂肪部分を切り出し、これを解析用画像として画像解析ソフト(ImageJ)を使用してヒストグラムを作成した。このヒストグラムについて、画像解析ソフト(ImageJ)を使用して歪度を算出した(図22)。なお、図22に示すヒストグラムにおいては、線維化の程度が低い画像を表す左図の歪度は1.62、線維化の程度が高い画像を表す右図の歪度は0.84であった。
<試験例12>粘弾性及び線維化レベルの回帰分析
 試験例11で得られた皮下組織上層の粘弾性の測定値と、同試験で得られた皮下脂肪細胞の線維化レベルを示す歪度について回帰分析を行った。結果を図23に示す。
 図23に示すように、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪層の超音波画像のヒストグラムの歪度の間には正の相関関係が成立する。
 線維化レベルが高ければ前記歪度は小さくなるため、図23に示す結果は、皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルとの間には負の相関関係が成立することが明らかとなった。
 この結果より、皮下組織の粘弾性を指標として、皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定できることが示された。同様に、皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として、皮下組織の粘弾性を推定できることが示された。
 本発明はアンチエイジングに関する有効成分の探索に応用することができる。
 本発明は肌解析技術に応用することができる。
1 線維化レベル推定装置
11 CPU
111 数値化手段
112 線維化レベル算出手段
12 ROM
121 記憶手段
13 粘弾性測定部
14 線維化レベル表示部
2 粘弾性推定装置
21 CPU
211 数値化手段
212 粘弾性算出手段
22 ROM
221 記憶手段
23 線維化レベル測定部
24 粘弾性表示部
 

 

Claims (60)

  1.  被検成分を含む培地で細胞を低酸素条件下で培養し、培養系の状態の変化を指標とする、低酸素条件及び/又は加齢による、皮膚の状態又は機能を改善する成分のスクリーニング方法。
  2.  請求項1に記載の方法であって、細胞を分散させたコラーゲン含有組成物に、被検成分を添加して、低酸素条件でインキュベーションしたときの、コラーゲン線維の結束度の上昇低減効果を指標とすることを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分のスクリーニング方法。
  3.  前記被検成分の存在下及び非存在下で、前記コラーゲン含有組成物を低酸素条件下でインキュベーションし、
     被検成分の存在下でインキュベーションした後のコラーゲン線維の結束度が、被検成分の非存在下でインキュベーションした後のコラーゲン線維の結束度よりも低い場合に、
     前記被検成分が、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化を抑制する成分であると判定することを特徴とする、請求項2に記載のスクリーニング方法。
  4.  前記コラーゲン構造が、結合組織のコラーゲン構造であることを特徴とする、請求項2又は3に記載のスクリーニング方法。
  5.  前記細胞が結合組織細胞であることを特徴とする、請求項2~4の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  6.  前記インキュベーション後のコラーゲン線維の顕微鏡撮影画像に基づき、前記コラーゲン線維の結束度を評価することを特徴とする、請求項2~5の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  7.  前記顕微鏡撮影画像に対して画像解析処理を施し、前記コラーゲン線維の結束度を定量化した画像解析処理結果に基づき、前記コラーゲン線維の結束度を評価することを特徴とする、請求項6に記載のスクリーニング方法。
  8.  前記画像解析処理において、前記顕微鏡撮影画像に対してフーリエ変換処理を施して2次元空間周波数パワースペクトルを表すフーリエ変換画像を取得し、
     該フーリエ変換画像の少なくとも原点を通過する直線を設定し、該直線の長さ方向について、該直線上における該フーリエ変換画像のパワーをプロットして得られる波形、又は、
     該フーリエ変換画像から、少なくともその原点を含む略矩形領域画像を切り出し、切り出された略矩形領域画像の短径方向のパワーの平均値を、該略矩形領域画像の長径方向についてプロットして得られる波形、
     を得ることを特徴とする、請求項7に記載のスクリーニング方法。
  9.  前記波形の傾斜部分の少なくとも一部を切り出し、前記傾斜部分の近似直線を作成し、該近似直線に対する前記波形を構成するデータのばらつきの程度が小さいほど、前記コラーゲン構造の悪化を抑制する効果に優れるものと判断することを特徴とする、請求項8に記載のスクリーニング方法。
  10.  前記ばらつきの程度を標準偏差により評価することを特徴とする、請求項9に記載のスクリーニング方法。
  11.  前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件であることを特徴とする、請求項2~10の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  12.  抗老化成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項2~11の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  13.  加齢に伴うシワ、たるみ又はハリの低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項2~12の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  14.  アオイ科ゼニアオイ属(Malvaceae Malva)に属する植物の抽出物を有効成分として含む、低酸素条件及び/又は加齢による、コラーゲン構造の悪化の抑制剤。
  15.  請求項1に記載の方法であって、低酸素条件で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現上昇の低減効果を指標とする、
     低酸素条件及び/又は加齢による、皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分のスクリーニング方法。
  16.  前記細胞が脂肪細胞であることを特徴とする、請求項15に記載のスクリーニング方法。
  17.  抗老化成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項15又は16に記載のスクリーニング方法。
  18.  加齢に伴うたるみの改善又は予防成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項15~17の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  19.  被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞と比較して、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるlox遺伝子の発現量が低い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化を抑制する成分であると判定することを特徴とする、請求項15~18の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  20.  前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件であることを特徴とする、請求項15~19の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  21.  vegf遺伝子の発現量の上昇を、低酸素条件で培養した細胞において低酸素応答が生じていることの指標とすることを特徴とする、請求項15~20の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  22.  ナデシコ科サボンソウ属(Caryophyllaceae Saponaria)に属する植物の抽出物を有効成分として含有することを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢によるlox遺伝子の発現の上昇抑制剤。
  23.  ナデシコ科サボンソウ属(Caryophyllaceae Saponaria)に属する植物の抽出物を有効成分として含有することを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢による皮下脂肪細胞の線維化抑制剤。
  24.  ナデシコ科サボンソウ属(Caryophyllaceae Saponaria)に属する植物の抽出物を有効成分として含有することを特徴とする、加齢に伴うたるみの改善又は予防剤。
  25.  請求項1に記載の方法であって、低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子から選ばれる遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とする、
     低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能低下を抑制する成分のスクリーニング方法。
  26.  低酸素条件で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子及びzo-1遺伝子から選ばれる遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とし、
     低酸素条件及び/又は加齢による表皮のタイトジャンクションの機能低下を抑制する成分をスクリーニングすることを特徴とする、請求項25に記載のスクリーニング方法。
  27.  低酸素条件で培養した細胞におけるcadherin遺伝子の発現低下の抑制効果を指標とし、
     低酸素条件及び/又は加齢による表皮のアドヘレンスジャンクションの機能低下を抑制する成分をスクリーニングすることを特徴とする、請求項25に記載のスクリーニング方法。
  28.  前記細胞がケラチノサイトであることを特徴とする、請求項25~27の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  29.  抗老化成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項25~28の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  30.  加齢に伴う皮膚バリア機能の低下の改善又は予防成分のスクリーニング方法であることを特徴とする、請求項25~29の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  31.  被検成分の非存在下において低酸素条件で培養した細胞と比較して、被検成分の存在下において低酸素条件下で培養した細胞におけるocculudin遺伝子、claudin遺伝子、zo-1遺伝子及びcadherin遺伝子から選ばれる遺伝子の発現量が高い場合に、該被検成分を低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能低下を抑制する成分であると判定することを特徴とする、請求項25~30の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  32.  前記低酸素条件が、細胞培養雰囲気中の酸素濃度が5%以下の条件であることを特徴とする、請求項25~31の何れか一項に記載のスクリーニング方法。
  33.  シソ科ハッカ属(Lamiaceae Mentha)に属する植物の抽出物を有効成分として含むことを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢によるclaudin遺伝子の発現低下抑制剤。
  34.  シソ科ハッカ属(Lamiaceae Mentha)に属する植物の抽出物を有効成分として含むことを特徴とする、低酸素条件及び/又は加齢による表皮の細胞接着装置の機能低下抑制剤。
  35.  シソ科ハッカ属(Lamiaceae Mentha)に属する植物の抽出物を有効成分として含むことを特徴とする、加齢に伴う皮膚バリア機能の低下の改善又は予防剤。
  36.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として前記酸素レベルを推定することを特徴とする、酸素レベルの推定方法。
  37.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を説明変数、皮下組織の酸素レベルの評価値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値から前記酸素レベルを算出することを特徴とする、請求項36に記載の酸素レベルの推定方法。
  38.  前記皮下組織の粘弾性を、超音波エラストグラフィにより測定することを特徴とする、請求項36又は37に記載の酸素レベルの推定方法。
  39.  前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする、請求項36~38の何れか一項に記載の酸素レベルの推定方法。
  40.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を指標として前記酸素レベルを推定する酸素レベル推定装置であって、
     前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
     被験者の肌の皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記酸素レベルを算出する酸素レベル算出手段と、を備えることを特徴とする、酸素レベル推定装置。
  41.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を指標として前記酸素レベルを推定する酸素レベル推定プログラムであって、
     コンピュータを、
     被験者の肌の皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記酸素レベルを算出する酸素レベル算出手段として、
     機能させることを特徴とする、酸素レベル推定プログラム。
  42.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定することを特徴とする、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの推定方法。
  43.  皮下組織の酸素レベルの評価値を説明変数、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルの測定値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の酸素レベルの評価値から皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを算出することを特徴とする、請求項42に記載の粘弾性又は線維化レベルの推定方法。
  44.  前記皮下組織の酸素レベルを、近赤外線分光法により測定することを特徴とする、請求項42又は43に記載の粘弾性又は線維化レベルの推定方法。
  45.  前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする、請求項42~44の何れか一項に記載の粘弾性又は線維化レベルの推定方法。
  46.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定する皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定装置であって、
     前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
     被験者の皮下組織の酸素レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記粘弾性又は線維化レベルを算出する粘弾性又は線維化レベル算出手段と、を備えることを特徴とする、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定装置。
  47.  皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルと、皮下組織の酸素レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の酸素レベルを指標として皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベルを推定する皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定プログラムであって、
     コンピュータを、
     被験者の皮下組織の酸素レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記粘弾性又は線維化レベルを算出する粘弾性又は線維化レベル算出手段として、
     機能させることを特徴とする、皮下組織の粘弾性又は皮下脂肪細胞の線維化レベル推定プログラム。
  48.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性を指標として前記線維化レベルを推定することを特徴とする、線維化レベルの推定方法。
  49.  皮下組織の粘弾性の測定値を説明変数、皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下組織の粘弾性の測定値から前記線維化レベルを算出することを特徴とする、請求項48に記載の線維化レベルの推定方法。
  50.  前記皮下組織の粘弾性を、超音波エラストグラフィにより測定することを特徴とする、請求項48又は49に記載の線維化レベルの推定方法。
  51.  前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする、請求項48~50の何れか一項に記載の線維化レベルの推定方法。
  52.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性の測定値を指標として前記線維化レベルを推定する線維化レベル推定装置であって、
     前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
     被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段と、を備えることを特徴とする、線維化レベル推定装置。
  53.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下組織の粘弾性の測定値を指標として前記線維化レベルを推定する線維化レベル推定プログラムであって、
     コンピュータを、
     被験者の肌の皮下組織の粘弾性を、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記線維化レベルを算出する線維化レベル算出手段として、
     機能させることを特徴とする、線維化レベル推定プログラム。
  54.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定することを特徴とする、皮下組織の粘弾性の推定方法。
  55.  皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値を説明変数、皮下組織の粘弾性の測定値を目的変数とする回帰式を用いて、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルの評価値から皮下組織の粘弾性を算出することを特徴とする、請求項54に記載の粘弾性の推定方法。
  56.  前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを、超音波診断装置により測定することを特徴とする、請求項54又は55に記載の粘弾性の推定方法。
  57.  超音波診断装置により皮下組織のエコー画像を取得し、該画像よりヒストグラムを生成し、皮下脂肪細胞の線維化レベルを該ヒストグラムの歪度として算出することを特徴とする、請求項56に記載の粘弾性の推定方法。
  58.  前記粘弾性が皮下組織上層の粘弾性であることを特徴とする、請求項54~57の何れか一項に記載の粘弾性の推定方法。
  59.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定する皮下組織の粘弾性推定装置であって、
     前記相関関係を示す相関データを記憶する記憶手段と、
     被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記記憶手段に記憶された前記相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段と、を備えることを特徴とする、皮下組織の粘弾性推定装置。
  60.  皮下組織の粘弾性と、皮下脂肪細胞の線維化レベルと、の間の相関関係を利用して、前記皮下脂肪細胞の線維化レベルを指標として皮下組織の粘弾性を推定する皮下組織の粘弾性推定プログラムであって、
     コンピュータを、
     被験者の皮下脂肪細胞の線維化レベルを、前記相関関係を示す相関データと照合して、前記粘弾性を算出する粘弾性算出手段として、
     機能させることを特徴とする、皮下組織の粘弾性推定プログラム。

     
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