ケフィアライフをお勧めする中垣技術士事務所
| 文献調査（発酵乳、腸内細菌の科学：研究の最前線） |
マイクロバイオームが皮膚の老化にどのように影響するか: 最新の証拠と現在の展望 |
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Yanisa Ratanapokasatit et al., |
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概要 |
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皮膚には、内因性要因と外因性要因の両方によって引き起こされる多因子老化プロセスがあります。老化の主な理論には、皮膚の抗酸化システムが年齢とともに弱まる傾向があるため、酸化的損傷に起因する細胞の老化またはアポトーシスが含まれます。人間の微生物叢は、微生物 (細菌、真菌、およびウイルス) で構成される複雑な生態系です。腸内微生物叢と皮膚微生物叢の両方が、病原体の侵入に対する保護、炎症状態の媒介、自然免疫応答と適応免疫応答の両方に関与する免疫系の調節において重要な役割を果たしています。ただし、人間のマイクロバイオーム(微生物叢）は、ライフ ステージ中に変化し、さまざまな摂動の影響を受ける可能性があります。腸内細菌の変化は、老化を含むさまざまな病気の影響に関連する「微生物異常症（microbial dysbiosis）」を引き起こします。皮膚インタラクトームは、皮膚の老化と皮膚の健康に重要な役割を果たす「ゲノム - マイクロバイオーム - エクスポソーム」の新しい統合です。皮膚のインタラクトームに影響を与える要因の悪影響を軽減することは、健康な皮膚の状態を維持するとともに、皮膚の老化を保護、予防、遅らせるための将来の戦略となるはずです。このレビューは、人間のマイクロバイオームが皮膚の老化にどのように影響するかに関する現在の証拠を要約し、人間のマイクロバイオームに関連して、皮膚の健康と老化を調節するための可能な介入を示しています. プロバイオティクスベースの製品は現在、主に多くの皮膚疾患の追加治療のために利用できます. ただし、現時点では、皮膚のアンチエイジングの目的に関する臨床研究は限られています。この進化する概念が増加しており、将来の治療オプションへの洞察を提供する可能性があるため、さらに多くの研究が必要です。 |
| 目次(クリックして記事にアクセスできます） |
| 1.老化プロセス |
| 2.肌の老化 |
| 3. ヒトマイクロバイオーム |
| 5. 腸－皮膚軸と皮膚老化 |
| 6. 皮膚の老化と皮膚細菌叢 |
| 7. 皮膚の健康と老化を調節する可能性のある介入 |
| 8. 結論 |
| 1.老化プロセス |
| 老化とは、若い生物からより古い、しばしば健康に劣る生物へと変化するプロセスです。「古い」または「老化した」と見なされる年齢は、通常、社会的に約 60 ～ 70 歳であると見なされますが、老化プロセス自体は生涯を通じて発生します [ 1 ]。生物学的老化は、細胞および分子レベルで発生するプロセスであり、すべての臓器系の機能と構造の低下につながります。老化には遺伝的要因が大きく関わっています。遺伝学は種の寿命を決定し、一部の血統の個体が他の個体よりも長く健康的な生活を送る傾向がある理由を部分的に説明します [ 2]。したがって、現在の科学的理解では、老化は普遍的であり、避けられず、不可逆的であることが一般に認められています。しかし、老化は、身体活動、食事パターン、休息、環境要因への曝露、病気などの外的要因の変化によって加速または遅延する可能性があります。これらの要因は、損傷の蓄積と細胞回復能力の低下をもたらす一般的な分子メカニズムを通じて老化の速度に影響を与えます。老化の主な要因であると現在考えられているメカニズムは、遺伝的およびエピジェネティックな変化、異常なタンパク質の蓄積、酸化ストレス、ミトコンドリア機能障害、細胞老化です [ 3 ]。 |
| DNA は、酸化ストレスや細胞複製にさらされることで、損傷、突然変異、テロメアの短縮を受けます。ヒト細胞には、遺伝的安定性を維持するための固有の DNA 修復システムがあります。しかし、修復システムは時間の経過とともに機能的に低下し、欠陥の蓄積や細胞機能障害につながります [ 4 ]。ヒストン修飾や DNA メチル化などのエピジェネティックな現象は、DNA の保護と遺伝子発現の調節に役割を果たします [ 5 ]。環境汚染への曝露、バランスの取れていない食事の摂取、または微生物叢による有毒物質の生成は、エピジェネティックな要因の異常な変化、そして最終的に細胞機能不全につながる可能性があります (図1) [5,6]. |
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| 図1 老化の分子メカニズム |
| 老化に主要な役割を果たすと考えられている内因性経路は、遺伝的およびエピジェネティックな変化、異常なタンパク質の蓄積、酸化ストレスとミトコンドリア機能障害、および細胞老化です。汚染物質、微生物叢、食事栄養素などの外因性要因も内因性メカニズムと相互作用し、老化を加速または減速させる可能性があります。(BioRender.com で作成) (2022 年 5 月 12 日にアクセス) 略語: RNA。リボ核酸、ROS; 活性酸素種。 （訳者注：エピジェネティクスとは、行動や環境が遺伝子の働きに影響を与える変化をどのように引き起こすかについての研究です。遺伝子の変化とは異なり、エピジェネティックな変化は可逆的であり、DNA 配列は変化しませんが、体が DNA 配列を読み取る方法を変える可能性があります。） |
| 異常なタンパク質の蓄積は、認知症やパーキンソン病など、さまざまな加齢に伴う変性疾患の主な病因として実証されています。タンパク質は、酸化ストレスおよびタンパク質恒常性システムの障害の結果として、リン酸化、切断、折り畳み、またはパッケージング中に病的遺伝子から異常に合成されるか、翻訳後が変化する可能性があります [ 7 ]。 |
| ミトコンドリアによって生成される活性酸素種 (ROS) は、細胞周期の調節と免疫のさまざまなプロセスで有害な役割を果たします。ミトコンドリアの機能不全は、過剰な 活性酸素種と炎症を引き起こし、それが DNA と合成タンパク質に損傷を与え、細胞の老化につながります [ 8 ]。加齢に関する最近の研究では、インスリンおよびインスリン様成長因子-1シグナル伝達経路、TOR経路、サーチュインの作用など、エネルギーおよび栄養代謝に関連するさまざまな経路が特定されており、これらは遺伝子発現、タンパク質修飾、および調節に影響を与えます。ミトコンドリア機能の. これらの発見は、食事パターンとカロリー摂取量が老化に与える影響を強調しています [ 3 ]。 |
| 永久的な細胞周期停止として定義される細胞老化は、細胞の生理学的状態であり、腫瘍形成を抑制する方法を提供します。人間の細胞にはテロメラーゼ酵素が欠けているため、細胞の老化は老化とともに自然に起こります。ただし、前述の DNA 損傷と酸化ストレスの条件は、細胞の老化を加速します。老化細胞は、臓器機能を維持するために再生する能力が直接制限されるだけでなく、炎症誘発性サイトカインの放出を通じて局所組織の慢性炎症も誘発します [ 9 ]。 |
| 高度なシーケンスおよびメタゲノム ツールを使用した最近の研究では、マイクロバイオームと健康の多くの側面との関連性が強調されています。マイクロバイオームの組成は、人間の生涯を通じて動的に変化し、健康と病気に双方向の影響を及ぼします [ 10 ]。大規模なコホート研究では、Bacteroidesの割合が高く、生物学的多様性が低いことが、高齢者の生存率の低下と関連していることがわかりました [ 11 ]。 |
| 2. 肌の老化 |
| それが私たちの体の最大のインターフェースであることを考えると、皮膚には、内因性および外因性の両方の要因によって引き起こされる多因子老化プロセスがあります [ 12 ]. 内因性要因、すなわち経時的皮膚老化は、時間とともに発生し、腸や皮膚のマイクロバイオームからの代謝産物を含む、遺伝的、ホルモン、および細胞代謝の変化の影響を受ける一連の避けられない皮膚の生理学的変化を伴うように思われる [ 13 ]。これらの変化は、コラーゲン産生の減少、脂質量の低下、表皮の菲薄化、皮下脂肪の減少などの軟部組織の変化を示しています。本質的に老化した肌は、乾燥して青白く見え、細かいしわとたるみが増します [ 14]。顔の老化は、軟部組織の変化、顔面の骨吸収、および後退の組み合わせによって引き起こされる逆三角形の形状を特徴としています。対照的に、主に光老化として知られている老化の外因性要因には、さまざまな環境要因によって引き起こされる構造的および機能的変化が含まれます。主な要因は紫外線 (UV) です。その他の外因性要因には、喫煙、食事、化学物質への曝露、外傷、大気汚染などがあります。外因的に老化した皮膚は、深いしわ、たるみ、ざらつき、もろさの増加、および複数の毛細血管拡張症を示します。さらに、光損傷を受けた皮膚は、黒ずみや斑状色素沈着などの色素脱失を示すことがあります。組織学的特徴には、太陽弾性線維症、線維芽細胞数の減少、および細胞外マトリックスの量の減少が含まれます [ 15]。 |
| 老化の主要な理論には、皮膚の抗酸化システムが年齢とともに弱まる傾向がある [ 17 ]ため、酸化的損傷に起因する細胞の老化またはアポトーシスが含まれます [ 16 ]。正常な有酸素代謝の二次的な活性酸素種の生成、および紫外線などの外因性要因が、皮膚の老化の主な原因です [ 18 , 19 ]]。酸化的損傷は、低酸素誘導因子や核因子カッパ B (NF-κB) などのストレス関連因子のアップレギュレーションにつながります。これらの因子は、サイトカイン (インターロイキン (IL)-1、IL-6、血管内皮増殖因子 (VEGF)、および腫瘍壊死因子 (TNF)-α) の発現を誘導します。これらはすべて、細胞生存の炎症誘発性調節因子であり、マトリックスを分解する金属タンパク質、コラーゲンの分解を引き起こす[ 20、21、22]。さらに、酸化ストレスもテロメアシグナル伝達を変更します。一般に、テロメアの短縮は、連続した細胞分裂に続く染色体の最終的な塩基対を DNA ポリメラーゼが複製できなくなった結果です。テロメアが「非常に短い」閾値に達すると、細胞は増殖老化またはアポトーシスを起こします。酸化傷害は、皮膚の老化の原因であるテロメアの短縮を引き起こすようです [ 23 ]。 |
| 3. ヒトマイクロバイオーム |
| 表1にヒト消化管 (GIT) 微生物叢と皮膚微生物叢コミュニティの違いをまとめました。人間の 消化管 は、腸内微生物叢と呼ばれる細菌、真菌、ウイルスなどの何兆もの微生物で構成される複雑な生態系を収容しています [ 24 ]。腸内微生物叢は、共生細菌と病原性細菌の微妙なバランスを通じて、宿主の健康と恒常性を維持し、炎症状態を媒介し、免疫系を調節するように機能します [ 25 , 26 ]。しかし、腸内微生物叢は、ライフスタイル、栄養、細菌感染、抗生物質、外科的介入、フレイル、および炎症によって変化する可能性があります [ 27 , 28 , 29 ]]。腸内細菌の変化は、微生物の共生をもたらします。腸内細菌叢の状態は、細菌種の多様性の減少と有益な細菌の減少によって特徴付けられます。微生物の変異は、栄養の吸収、食物代謝、および免疫系の調節を損なう一方で、腸の透過性を増加させることにより、マイクロバイオームの機能に影響を与える可能性があります [ 24 , 30 , 31 , 32 ]. 腸内細菌叢の破壊とそれに関連する結果は、老化を含むさまざまな疾患の病理に影響を与える可能性があります [ 33 , 34 ]。 |
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| 皮膚は人体で最大の臓器です。腸内微生物叢と同様に、皮膚微生物叢もバクテリア、菌類、ウイルスなど数百万の微生物で構成されています。これらのいくつかは、病原体の侵入を防ぐ保護バリアで重要な役割を持つ有益な共生生物です。共生生物と病原体のバランスが崩れると、皮膚疾患や全身疾患が発生する可能性があります。微生物は、皮膚のさまざまな深さまたはサブコンパートメントに存在します。一部の微生物は、より深い皮膚層と比較して、表面にさまざまに存在します。したがって、通常、皮膚微生物叢の捕捉は、これらの生物のサンプリングに使用される方法に依存します。ほとんどの皮膚微生物叢調査では、アンプリコン シーケンスが使用されています。しかし、最近、主要な技術的および分析的ブレークスルーにより、ショットガン メタゲノム シーケンス研究が可能になりました。皮膚内の微生物の分布を完全に理解するには、より侵襲的なサンプリング技術を使用した追加の研究が必要です。腸と皮膚の微生物叢の加齢に伴う変化の概要は、図 2.に示します。 |
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| 図 2 加齢に伴う皮膚および腸内細菌叢の変化 |
| 顔、手、および腸の門の相対的な存在量。顔の領域では、Firmicutesは小児期に最も多く、Proteobacteria は成人期に最も顕著です。手の微生物叢では、Proteobacteriaが小児期から老年期まで最も優勢な門であることがわかりました。一方、Firmicutesは、すべての年齢層で腸内に最も多く存在します。(BioRender.com で作成) (2022 年 5 月 20 日にアクセス)。 |
| 4. 皮膚の老化と腸内微生物叢 |
| 成人期から老年期への移行中に、腸内細菌叢は大幅に変化します。成人と比較すると、高齢者 (> 65 歳) では微生物の多様性が低下し、微生物叢組成の個人差が大きくなっています [ 44 ]。また、マイクロバイオームの組成が老化速度に影響を与える可能性があることも実証されています [ 29 , 45 ]。微生物叢の組成が急激に変化する時系列の閾値や年齢は知られていません。むしろ、これらの変化は時間の経過とともに徐々に発生します [ 46 ]。消化管 の異なる微生物組成は、老化と加齢に伴う炎症に起因しています。例えば、老化したマウスでは抗炎症性細菌種の減少が見られた[ 47]。百歳以上の腸内微生物叢に焦点を当てた以前の研究で示されているように、長寿は Clostridium cluster XIVa、Ruminococcaceae、Akkermansia、および Christensenellaceaeなどの豊富な短鎖脂肪酸 (SCFA) 生産者と積極的に関連しています[ 48 , 49 ]。百寿者の平均門構成は、他の高齢者や成人とは異なっていた。さらに、最近の研究では、老化と有意に相関する 116 の微生物遺伝子が報告されており、これらは長寿のサインとして特定されました [ 50 ]。他のグループと比較して、百歳以上の微生物叢では、より多様な門が検出されました。さらに、Akkermansiaなどの免疫学的および代謝的健康関連の良好な細菌、Christensenellaceae、Lactobacillusは、他のグループよりも 100 歳以上の方が高かった [ 51 ]。それに対応して、Lactobacillus と Faecalibacteriumの喪失、およびEubacteriaceaeに加えて豊富なOscillibacter属とAlistipes属の喪失は、高齢者の虚弱に関連しています。虚弱な高齢者は、より炎症性のBacteroidetes共生菌も持っています [ 44 , 52 ]。論争になっているが、一部の研究では、Bifidobacterium, Bacteroidesと Enterobacteriaceaeのレベルが低下し、Clostridium spp.レベルが増加した成人の細菌叢よりも百歳以上の微生物叢の多様性が低いことが示されている[ 48、53 ]。何人かの著者は、老化に関連した腸内微生物叢の違いは、必ずしも加齢によって引き起こされるわけではなく、健康状態の全般的な低下と関連している可能性があると示唆しています。 マイクロバイオームの多様性の年齢に関連した変化によると、最近の調査結果は、コア微生物叢グループの多様性の喪失が、暦年齢ではなく加齢に伴う虚弱と関連していることを示しています [ 44 , 46 , 54 , 55 ]. |
| 広範囲の生理活性代謝産物の産生は腸の機能の重要な要素であり、腸内微生物叢と宿主の間の最も可能性の高いつながりとして機能します。酪酸、プロピオン酸、酢酸などの短鎖脂肪酸は、腸内微生物叢による繊維発酵の産物であり、抗炎症および免疫調節効果を発揮することが示されています[ 56、57、58、59 ]。以前の研究では、Firmicutes 門の劇的な減少と Bacteriodetes 門の増加が成人期から老年期にかけて発生し、その結果、Firmicutes と Bacteriodetes (F/B) の比率が低下することが示されました [ 60 ]。特に、F/B 比は 短鎖脂肪酸の生産に重要です [ 61]。一般に、加齢に伴う腸内毒素症は、全体的な健康と寿命を損なう一方で、老化、炎症、虚弱の進行を促進する可能性があります。 |
| 研究者は、老化と微生物の共生との関係を調査し始めました。老化モデルにおける微生物組成を調べる最近の研究が行われた [ 62 ]。老齢マウスでは、老化関連分泌表現型 (SASP) として知られる細胞老化および炎症性因子のマーカーに関連する腸内細菌叢の特徴が評価されました。調査結果は、Clostridiales, Staphylococcusおよび Lachnospiraceaeが、細胞老化および炎症マーカーのすべてと正の相関があることを明らかにしました。逆に、Coriobacteriaceae と Akkermansiaはこれらのマーカーと負の相関がありました。細胞老化と微生物組成との関係は、微生物の共生が老化に関与していることを意味します。さらに、プレバイオティクスとプロバイオティクスは、不適切な慢性炎症を抑制し、適応免疫応答を改善することにより、高齢者集団の特定の病状を予防するのに効果的であり、それによって免疫老化に対抗します [ 63 , 64 ]。 さらに、年齢に伴う腸内細菌叢異常は、腸透過性の障害を介して炎症性微生物産物の漏出をもたらす [ 52 ]。これらの製品は血流に移行し、全身への影響をもたらします。微生物代謝産物は、腫瘍壊死因子アルファ (TNF-α)、インターフェロンガンマ (IFN-γ)、IL-1、IL-6、マトリックスメタロプロテイナーゼ (MMP) などを含むさまざまな炎症性分子のアップレギュレーションを通じて老化関連分泌表現型 損傷を促進します。 慢性炎症誘発性状態または炎症に寄与します。腸内細菌叢症の結果として、炎症および免疫監視の欠陥により、老化細胞の除去が損なわれます。 |
| 5. 腸－皮膚軸と皮膚老化 |
| 腸－皮膚軸は、免疫学的および代謝特性を介した腸内微生物叢と外皮系との間の双方向通信経路を表しています (図 3）。血液循環に入る細菌微生物とその代謝産物は、体内を移動し、離れた組織器官や皮膚に影響を与える可能性があります [ 65 , 66 ]。腸内微生物叢と皮膚の状態との因果関係を確認することは困難ですが、複数の研究が、胃腸障害に関連するいくつかの皮膚科疾患との関連性、およびその逆の関連性を示しています [ 67 , 68 ]。さらに、以前の研究では、腸内環境異常症によって引き起こされる腸の透過性の増加が、皮膚における細菌代謝産物の蓄積、ならびに表皮の分化および皮膚の完全性の障害につながることが実証されている [ 69 , 70 ]。腸と皮膚の微生物相互作用の根底にある正確なメカニズムは、まだ完全には解明されていません。しかし、最近の報告では、経口プロバイオティクスが、酸性の皮膚 pH、酸化ストレス、光損傷、皮膚バリア機能障害など、皮膚老化のいくつかの兆候を改善するのに有益であることが示されています [ 71 ]。さらに、Lactobacillus plantarum HY7714、Bifidobacterium breve B-3、および皮膚の保護との関係を決定する研究が実施されています。調査結果は、皮膚－腸軸伝達に機能性物質が存在することを示唆しており、それらは光保護的に相互作用し、マウスモデルでアンチエイジング効果をもたらします [ 72 , 73 , 74 ]。Lactobacillus plantarum HY7714 は、人間の紫外線による皮膚の光老化の症状を軽減することができます [ 75 ]。 |
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| 図3 恒常性状態の腸－皮膚軸 |
| 腸内環境は、腸内微生物叢に栄養素と最適な成長条件を提供しますが、腸内微生物叢は体の恒常性を維持する上で多面的な機能を果たします。短鎖脂肪酸、二次胆汁酸、およびいくつかの小分子などの微生物代謝産物は、腸細胞機能を局所的に維持するだけでなく、免疫寛容を含む全身効果も発揮します。この効果は、血液循環を介して皮膚にリンクされ、いわゆる「腸－皮膚軸」を形成し、皮膚に抗炎症環境を提供し、皮膚微生物叢との相互作用を最適化します. 恒常性状態の皮膚微生物叢は、病原体のコロニー形成を防ぎ、局所免疫応答を調節し、創傷治癒を促進します。皮膚または粘膜の一時的な外部摂動は、微生物叢の構成を混乱させる可能性があります。その結果、一過性の共生状態になります。バランスの取れた微生物叢は、摂動の除去、適切な食事による微生物叢の成長促進、および開発中ですが、プロおよびプレバイオティクスによる介入によって回復できます。(BioRender.com で作成) (2022 年 5 月 12 日にアクセス)。 略称：pH、水素のポテンシャル。UV、紫外線。 |
| 腸内細菌叢 (図 4）、老化細胞の除去の障害、および老化関連分泌表現型因子の蓄積は、皮膚の機能と完全性に影響を与え、早期老化の表現型につながる可能性があります. 特に、老化関連分泌表現型に属するマトリックスメタロプロテイナーゼのアップレギュレーションは、加齢に伴う皮膚の変化の一因です。マトリックスメタロプロテイナーゼは、コラーゲン、フィブロネクチン、エラスチン、プロテオグリカンなどのタンパク質を分解することにより、細胞外マトリックス (ECM) を再構築します。マトリックスメタロプロテイナーゼによる ECM の変化は、皮膚のしわ、たるみ、たるみに影響を与える可能性がある [ 76 , 77 ]]。しかし、腸内微生物叢と皮膚の老化特性との関係に対処する根本的なメカニズムはまだ十分に確立されていません. 微生物組成、代謝産物の変化、蓄積、および皮膚表現型の変化の間の関係の理解を進めるには、さらなる研究が必要です。 |
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| 図4 加齢に伴う腸内細菌叢異常 |
| 加齢に伴う腸内細菌叢異常は、一般に、Clostridialesや Bifidobacteriumなどの短鎖脂肪酸産生菌の減少、および炎症性Proteobacteriaの濃縮によって特徴付けられます日和見Enterobacteriaceaeを含む。腸粘膜の老化と、薬物使用、食事、行動の変化などの外的要因の結果である可能性があります。腸内環境異常症は、タイトジャンクションの破壊による腸粘膜の透過性の増加によって説明される「リーキーガット」の状態につながり、体循環への細菌内容物の小さいながらも定期的な転流を可能にします。細菌抗原、特にリポ多糖は炎症誘発性であり、TNFα、IL-1β、IL-6 などの循環炎症誘発性サイトカインを増加させます。炎症誘発性細菌抗原への慢性的な暴露は、老化プロセスに加えて、細胞老化と免疫老化の蓄積に寄与すると仮定されています。これらはどちらも、炎症と呼ばれる慢性的な低悪性度の全身性炎症の状態につながります。炎症は、皮膚の免疫調節不全を含む年齢に関連した異常な状態の基礎であると考えられていました。 皮膚の微生物異常症は、いくつかの皮膚疾患に関連しており、病原体のコロニー形成者と炎症誘発性微生物叢の割合が高くなっています。(BioRender.com で作成) (2022 年 4 月 18 日にアクセス)。略語: IL、インターロイキン。LPS、リポ多糖。TNF、腫瘍壊死因子。IL、インターロイキン。LPS、リポ多糖。TNF、腫瘍壊死因子。IL、インターロイキン。LPS、リポ多糖。TNF、腫瘍壊死因子。 |
| 6. 皮膚の老化と皮膚細菌叢 |
| 皮膚細菌叢は、皮膚の恒常性を維持する上で重要な役割を果たしており、環境や潜在的な病原体から保護する皮膚のバリア機能に貢献しています [78]。 共生細菌は栄養素とスペースを求めて競合し、抗菌化合物ペプチド (AMP) の産生を介して競合者の繁殖を阻害し、病原体の増殖を阻害します [78,79]。 皮膚微生物は、皮膚の恒常性に関与する酵素を分泌します。 プロテアーゼ酵素は角質層の再生に役割を果たし、リパーゼ酵素は脂質膜表面の分解に関与しています。 ウレアーゼ酵素は尿素の分解に関与しています。 微生物叢のその他の役割には、バクテリオシンの産生、クオラムセンシング、バイオフィルム、皮脂と遊離脂肪酸の産生による pH 調節が含まれます [43]。 さらに、宿主組織とマイクロバイオームの間の相互作用は、自然免疫応答と適応免疫応答に関与する複雑なシグナルをもたらしました [80]。 |
| 加齢に伴う皮膚の変化は、内的要因 (遺伝学と性別)、環境要因 (汚染、日光への露出、気候)、およびライフスタイル要因 (運動、ストレス、睡眠、栄養、およびスキンケア ルーチン) の組み合わせに起因します [43,80 、81]。 皮膚の老化は、皮脂、汗、免疫機能の低下を特徴とし、脂質組成、皮脂分泌、pH などの皮膚表面の生理機能に大きな変化をもたらします。 これらは、皮膚の乾燥、コラーゲンの断片化、コラーゲンとエラスチンの総量の減少に影響を与えるだけでなく、皮膚の生態系に影響を与え、おそらく皮膚のマイクロバイオームを形作る[43,80]. ディミトリウ他16s rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスを使用して、北米の495人の参加者の4つの皮膚部位と口腔粘膜の細菌マイクロバイオームを研究し、人口統計、ライフスタイル要因、生理学、および加齢が皮膚微生物叢の変動に寄与することを発見しました 一方、民族性の影響は、口腔マイクロバイオームとの最も強い関連性でした [81]。 |
| 加齢に伴う皮膚マイクロバイオームの多様性の変化は、いくつかの研究で報告されています。 高齢者では細菌のアルファ多様性が高いことが報告されています。 日本のコホート研究では、21 ～ 37 歳の若年成人と 60 ～ 76 歳の皮膚部位依存性を伴う高齢者との間の細菌種の違いが報告されています。 この研究では、年配のグループの頬と額のCorynebacteriumと頭皮のAcinetobacterの有意な増加が示されました。 対照的に、Cutibacterium は頬、額、および前腕で減少しました [82]。 北米での研究では、老化が額領域の C. kroppenstedtiin や C. amycolatum を含むCorynbacterial分類群の豊富な量の増加と関連していることもわかっています [81]。 Jugeらは、西ヨーロッパの女性における微生物叢の多様性の変化を研究し、若い肌よりも古い肌の方が高いアルファ多様性を明らかにしました. 分類学的組成分析は、Acinetobacterの減少と古い皮膚のProteobacteriaの増加を示しました。 属レベルでは、老化した皮膚はCorynebacteriumの増加とCutibacteriumの相対存在量の減少を示した[83]。 別の研究では、Somboonna らは、19 ～ 57 歳の 30 人の健康なタイ人女性の皮膚微生物叢を研究し、Firmicutes が健康な高齢者とニキビを起こしやすい若年成人に最も多く存在する細菌であることを発見しました。 対照的に、Gemmatimonadetes、Planctomycetesおよび Nitrospirae は、健康な 10 代の若者でより一般的です [84]。 Howard らは、20 ～ 70 歳の白人女性の皮膚微生物叢を調査し、皮脂腺領域の加齢に伴う減少と、天然保湿因子 (NMF)、皮膚脂質、および抗菌ペプチド (AMP) の増加を報告しました。 その結果、高齢者グループの顔、前腕、お尻でのCutibacteriumとLactobacillusの相対的存在量が減少します [85]。 |
| 水分補給、皮脂分泌、pH、脂質組成など、老化プロセス中に皮膚の生理機能を変更することで、微生物叢の変化を予測できます。 Mukherjeeらは、健康な女性ボランティアの顔の皮膚微生物叢と皮脂および水分補給レベルの変動との関係を研究し、頬の皮脂の増加がActinobacteriaとCutibacteriumの相対的存在量を増加させたのに対し、マイクロバイオームの多様性は減少したことを明らかにした[86]。 さらに、皮膚の免疫力は加齢とともに弱まり、皮膚バリアがさらに損なわれ、皮膚感染症やがんの感受性が高まります。 皮膚の老化は免疫細胞組成を変化させ、ランゲルハンス細胞の減少により抗原特異的免疫が減少し、Foxp3+ 制御性 T 細胞が増加した [80]。 |
| 7. 皮膚の健康と老化を調節する可能性のある介入 |
| 皮膚インタラクトーム（訳者注：インタラクトーム (interactome) は、interaction (相互作用) + ome (網羅的な) という語源から作られた造語です）は、「ゲノム - マイクロバイオーム - エクスポソーム」の新しい統合です これは、皮膚の老化と皮膚の健康に重要な役割を果たします [87]。 |
| プロバイオティクス、特に LactobacillusとBifidobacteriumは、pH、酸化ストレス、光損傷、皮膚バリア機能障害などの皮膚の老化の兆候によって示される皮膚の老化を軽減するための栄養化粧品として浮上しています [71]。 Bifidobacterium breve strain Yakult は、マウスモデルの皮膚の 紫外線誘発バリア摂動と酸化ストレスを軽減することができる [88]。 Lactobacillus plantarum は、マウスの線維芽細胞におけるヒト線維芽細胞コラゲナーゼ（MMP-1）発現を阻害することにより、紫外線による光老化を防ぐ可能性がありました [89]。 Lactobacillus reuteri DSM 17,938 によって分泌される乳酸は、炎症誘発性の IL-6 および IL-8 サイトカインを抑制することにより、紫外線B波（UVB） から皮膚を保護することができます [90]。 41 ～ 59 歳の参加者 110 人を対象としたランダム化二重盲検プラセボ対照試験では、Lactobacillus plantarumHY7714 を 12 週間毎日摂取すると、肌の水分補給、肌の光沢、肌の弾力性が大幅に改善され、プラセボ群と比較して顔のしわを軽減する[75]ことがわかりました。 さらに、Lactobacillus plantarumHY7714 によって生成されるエキソポリサッカライド (EPS) は、免疫調節および抗酸化活性を含む多くの生物学的活性を持っています。 HY7714 EPS は、オクルージョン 1 (OCL-1) および腸－皮膚軸に作用して真皮細胞の特性を変化させる [72]ゾヌラ オクルーデン 1 (ZO-1) をコードする遺伝子をアップレギュレートすることにより、ヒト腸腺癌細胞 (Caco-2) の腸タイトジャンクションを調節します。 プロバイオティクスは、フリーラジカルスカベンジャーとフリーラジカル生成の間のバランスを回復するために働くかもしれません。 |
| プロバイオティクスとプレバイオティクスの組み合わせは、肌の水分補給を増加させ、フェノール産生レベルを低下させることにより、肌の状態に利益をもたらします. 600 人の健康な日本人成人女性を対象としたランダム化二重盲検プラセボ対照試験では、Bifidobacterium breve strain Yakultとガラクトオリゴ糖 (GOS) を 4 週間毎日摂取すると、カテプシン L 様活性 (ケラチノ サイト分化の指標) を増加させ、活性群の血清および尿フェノールを減少させて[91]、皮膚の水分補給が大幅に改善されることがわかりました。 |
| プレバイオティクス、プロバイオティクス、または皮膚細菌叢に優しい成分を含む処方を通じて皮膚の健康を改善することに焦点を当てたスキンケアへの関心が高まっています. 皮膚細菌叢のバランスに影響を与える可能性のある抗酸化物質の主要な供給源であるHylocereus undatus（ドラゴンフルーツ］果実抽出物が開発されました[92]. 細菌抽出物を含む局所製剤は、共生皮膚フローラへの影響を理解するために調査されています。 指定されたテストには、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus plantarum、Lactobacillus reuteri、特許取得済みの Lactobacillus 混合物 (CN110121353A) に基づく製剤、Lactobacillus helveticus、植物 Agastache rugosa と相乗的に適用された Lactobacillus rhamnosus、および Bifidobacterium breve が含まれていました [43]。 皮膚の老化に対する潜在的な微生物叢を標的としたプロバイオティクス介入を表2にまとめました. |
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| 新たな証拠は、加齢に伴うエピジェネティックな変化も将来の介入の潜在的な標的であることを示しています [96,97]。 エピゲノム経路の操作は、老化の特徴であるエピジェネティックな異常を逆転させる可能性がある [98]。 マイクロバイオーム分析と遺伝子老化検査 [99,100] の両方を組み込むことは、現在市販されているものもあり、臨床医に個人の現在の状態を示す潜在的な役割を果たし、生理学的老化に介入する方法に関する臨床医の決定を指示する可能性があります。 マイクロバイオメッドを標的とする薬物と同様に、エピジェネティックな酵素を標的とするいくつかの薬物が現在市販されており、他の薬物は臨床試験中ですが、大規模な確認試験や長期の有効性研究ではまだ研究されていません [98]。 |
| 8. 結論 |
| 結論として、皮膚インタラクトームは、皮膚の老化と皮膚の健康に重要な役割を果たす「ゲノム - マイクロバイオーム - エクスポソーム」の新しい統合です。 図 5 に要約されているように、皮膚のインタラクトームに影響を与える要因の悪影響を軽減することは、健康な皮膚の状態を維持するとともに、皮膚の老化を保護、防止、遅らせるための将来の戦略となるはずです。 皮膚のアンチエイジングの目的に関する臨床研究は限られていますが、この進化する概念が増加しており、将来の治療オプションへの洞察を提供する可能性があるため、さらに多くの研究が必要です. ただし、老化は多因子的かつ多次元的なプロセスであることを心に留めておくことが重要です。 個人の全体的な健康を維持することは、現在の医学の概念の非常に重要な部分です. |
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| 図 5 皮膚の老化を防ぐためのマイクロバイオームを標的とした介入の可能性 |
| ゲノム - マイクロバイオーム - エクスポソームは、皮膚の老化と皮膚の健康に重要な役割を果たします。 加齢に伴う皮膚の変化は、内的要因、環境要因、ライフスタイル要因、およびスキンケア ルーチンの組み合わせに起因します。 皮膚の老化プロセスは、脂質組成、皮脂分泌、pH の変化をもたらし、皮膚の乾燥やコラーゲンの断片化に影響を与え、コラーゲンとエラスチンの総量を減らし、皮膚のマイクロバイオームに影響を与えます。 皮膚の老化プロセスに影響を与える要因を修正することは、皮膚の健康を改善するための可能な介入になる可能性があります. 腸と皮膚の軸に作用するプレバイオティクスとプロバイオティクスは、免疫調節作用や抗酸化作用を含む多くの生物学的活性を持っており、肌の水分補給、肌の光沢、肌の弾力性を高め、顔のしわを軽減することで肌の状態に役立ちます. (BioRender.com で作成) (2022 年 5 月 12 日にアクセス)。 略語：SCFA、短鎖脂肪酸。UV、紫外線。 |
参考文献（本文中の文献No.は原論文の文献No.と一致していますので、下記の論文名をクリックして、原論文に記載されている文献を参考にしてください） |
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この文献は、Life (Basel). 2022 Jul; 12(7): 936.に掲載された How Microbiomes Affect Skin Aging: The Updated Evidence and Current Perspectives.を一部省略して日本語に訳しました。タイトルをクリックして原論文の全文を英文で読むことが出来ます。 |
