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） |
化粧品におけるプロバイオティクス成分の応用 |
Jiaxin Dou, Ning Feng et al., |
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| 要約 |
過去数十年にわたり、皮膚の健康に対する有益な微生物の利点に関する研究が拡大し、多くの注目を集めています。 現在、幅広いプロバイオティクス製品が入手可能になっています。 プロバイオティクスとその抽出物は、その広範な成分プロファイルとさまざまな生理学的効果により、化粧品に大きな影響を与えます。 しかし、現在の代替品に対する消費者の関心の高まりにより、プロバイオティクス業界の研究開発の領域が広がりました。 上記のことを考慮すると、プロバイオティクスがその証明された老化防止、美白、抗炎症、光保護効果で高く評価されていることは驚くべきことではありません。 このレビューは、プロバイオティクスの特性、その抽出物、および化粧品に使用される製剤に関する情報を編集することを目的としています。 さらに、化粧品におけるプロバイオティクス発酵製品の使用を促進するための、プロバイオティクス発酵に関する研究と応用についてもまとめています。 注目すべきことに、このレビューでは、プロバイオティクスの特定の特性と作用機序に関する情報も追加されており、皮膚の治療とケアにおけるプロバイオティクスの研究と応用におけるギャップを埋めています。 それらの抗酸化作用と老化防止作用は特に考慮されています。 このレビューは、化粧品におけるプロバイオティクスの幅広い応用に新たな基礎を提供します。 |
| 目次(クリックして記事にアクセスできます） |
| 1. はじめに |
| 2. プロバイオティクスのアンチエイジング化粧品への応用 |
| 2.1. 肌のバリアを保湿して回復します |
| 2.2. 抗酸化作用 |
| 2.3. その他の老化防止効果 |
| 3. プロバイオティクスを使用して肌を白くし、そばかすを取り除く |
| 3.1. チロシナーゼ活性阻害 |
| 3.2. リポテイコ酸の役割 |
| 3.3. その他の美白効果 |
| 4. 抗炎症化粧品に使用されるプロバイオティクス |
| 4.1. 皮膚の炎症 |
| 4.2. ニキビ |
| 5. プロバイオティクス発酵の応用 |
| 6. 結論と展望 |
本文 |
| 1.はじめに |
| 米国食品医薬品局 (FDA) は、化粧品を「人体の洗浄、美化、魅力の向上、または外観の変更に使用される製品 (純石鹸を除く)」と説明しています。 肌、髪、口をケアする製品はこの基準を満たしています。 プロバイオティクスとポストバイオティクスは、国際化粧品規制 (ICCR) コラボレーションによって開発されたマイクロバイオームに関連する 2 つの製品カテゴリです [1]。 プロバイオティクスとは、「十分な量を投与すると、宿主に健康上の利益をもたらす生きた微生物」です[2]。 プロバイオティクス製品は 3 つの必須基準を満たさなければなりません。
(1) 意図された目的のために株を使用するには、それが遺伝学的および表現型的に記載され、査読付き雑誌に掲載された実験結果によって裏付けられていなければなりません。 (2) 使用時に、製品には、指定された標的部位に利益をもたらすために臨床研究で実証された製品と同様の量の生きた微生物が含まれていなければなりません。 (3) 人が対象となる場合、送達技術、用量、使用期間は人体研究を通じて決定されるべきである [3,4]。 化粧品の微生物含有量は、安全上の理由から控えめであることが予想されます（目元製品の場合は 500 コロニー形成単位/グラム (CFU/g) 未満、その他の製品の場合は 1000 CFU/g 未満）。 生きた細菌を含めることが不可能であれば、天然のプロバイオティクス化粧品は存在できません。 いずれの場合でも、それらはプロバイオティクス株からの有利な成分をまだ持っている可能性があります。 メタゾンは、細菌溶解物、発酵物、ろ過物とも呼ばれ、「対象となる宿主にとって健康上の利点を持つ非生きた微生物またはその成分の調製物[5]」です。 それらは宿主の皮膚や粘膜にも適用できます。 これらの基準は、精製された代謝産物や無細胞成分には適用されません。 濾液に生物学的成分が含まれていない場合、濾液はエピジェネティック（訳者注：生物の設計図であるゲノムの遺伝子は、DNA上の塩基の並び順で規定される。これが分子生物学における基本原則であるが、塩基配列に変化は無くても遺伝子の使われ方は細胞の種類や環境に応じて後天的に変化する。この仕組みをエピジェネティクス（epigenetics）と呼ぶ）であるとはみなされません。 細菌の溶解物と発酵物は、その構成に応じてこのカテゴリに当てはまる場合があります。 世界保健機関 (WHO)、食品医薬品局 (FDA)、および欧州食品安全局 (EFSA) によると、安全性、機能性、技術的有用性は、プロバイオティクス細菌の選択の必須基準として認識されています。 実験を使用して、微生物株が上記の要件を in vitro で満たすかどうかを判断できます。 in vitro実験で確認されたこれらの選択基準に基づいて、プロバイオティクス株としての可能性について微生物をスクリーニングすることが可能です[1]。 |
| 図 1 は、プロバイオティクスが皮膚の健康を促進する主なプロセスを示しています。 プロバイオティクスは、皮膚の炎症を軽減し、いくつかの皮膚症状を治癒し、アレルギー性接触皮膚炎を防ぐ能力など、皮膚に有益な多くの特徴を備えていることが実証されています。 さらに、それらは皮膚のバリアを強化し、水分吸収を促進し、皮膚の老化プロセスを遅らせるために不可欠です[6]。 これらのデータは、プロバイオティクス製品を作成するための理論的基盤を提供します。 |
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| 図 1 プロバイオティクスが皮膚の健康を促進する主なプロセス |
| プロバイオティクスが皮膚に多くの利点をもたらすことを証明する研究が増えています。 図 2 は、老化防止、抗酸化、美白、しわ防止の観点からプロバイオティクスの効果を示しており、これにより化粧品へのプロバイオティクスの添加が増加しています。 |
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| 図 2 プロバイオティクスの重要な美容上の特性 |
(↑-発現の増加、↓-発現の減少)フリーラジカルに対するプロバイオティクスの影響は多方向であり、活性酸素 (ROS) およびマトリックスメタロプロテイナーゼ (MMPS) 種の直接的な消失が含まれます。 内因性抗酸化酵素生産の強化（SOD（スーパーオキシドジスムターゼ）およびグルタチオン）。 活性酸素生成に関与する酵素 (グルタチオン S-トランスフェラーゼ、ミクロソーム モノオキシゲナーゼ、ミトコンドリア スクシノキシダーゼ、または NADH オキシダーゼ) の阻害。 抗酸化化合物（ビタミンCまたはE）の保護と再生。 |
| プロバイオティクスは最近、一般的なケアアイテムに使用されています。 フェイス クリーム、保湿ローション、トニック、ボディーウォッシュ、ヘア製品、美容マスクなどの化粧品には、細胞壁の破片や不活性細菌が含まれています。 生きた細菌は化粧品には含まれないため、いくつかの企業がプロバイオティクスのスキンケア製品を製造し、いくつかのプロバイオティクスを添加しています。 プレバイオティクス（オリゴ糖、ガラクトースオリゴ糖、フラクトオリゴ糖などのプロバイオティクス「食品」）を摂取する人もいます。 これは、有益な細菌の増殖をサポートしながら、皮膚マイクロバイオームの構成を再調整することから危険な細菌の増殖を防ぐことができます[7]。 他の企業は、バクテリオシン（プロバイオティクスの「活性生成物」、乳酸菌発酵産物や酵母発酵産物抽出物などの代謝産物）をスキンケア製品に添加する予定です。 分子が小さく、安定性が高く、高温耐性があり、酸とアルカリに対抗し、酸とアルカリに耐性があるため、皮膚の微生態バランスを再調整するのを助けるためです。 プロバイオティクス抽出物は現在、化粧品にますます頻繁に利用されています。 乳酸菌が最も一般的な成分です。 生産者や化粧品の種類が豊富なため、さまざまな商品が入手可能ですが、ほぼ毎年新しい商品が市場に投入されるため、正確な数量を計算するのは困難です。 表 1 は、プロバイオティクスまたはプロバイオティクス発酵液を使用した 35 種類の化粧品の例を示しています。 |
| 表 1 プロバイオティクスを含む化粧品の例 |
| ※「ビフィズス菌発酵溶解物」と記載されている成分は、Bifidobacterium longum reutterの溶解物に相当します。 |
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| プロバイオティクス自体とその抽出物は、化粧品市場において重要な役割を果たしています。 プロバイオティクスを含む化粧品、特にプロバイオティクス発酵製品を使用した化粧品が増えています。 したがって、著者は化粧品中のプロバイオティクスに焦点を当てたレビューを提供する必要があります。 現在、この分野の古い総説論文には、化粧品用途におけるプロバイオティクスの作用機序が詳しく記載されていません。 このレビューは、老化防止と抗酸化という 2 つの重要な皮膚の課題について、in vitro および ex vivo 実験から作用機序まで詳細に説明します。 以下は、この分野で発行された古いレビュー記事のいくつかです。 Jinyan Yuら[8]は、肌の美白、保湿、老化防止、しわの改善、消臭に対するプロバイオティクスの効果をレビューし、スキンケアにおけるプロバイオティクスの幅広い応用に対する新たな理論的根拠を提供しました。 Scarlett Puebla-Barragan らによるレビュー [4] では、現在の市場、規制の側面、およびパーソナルケア産業におけるプロバイオティクスの潜在的な応用について議論されています。 Ting Gao 他[9] は、スキンケアにおけるプロバイオティクスを介した腸内微生物叢の応用とメカニズムをレビューし、スキンケアにおけるプロバイオティクスの幅広い応用に対する新たな理論的根拠を提供しました。 Marco Duarte ら[10]は、プロバイオティクスに由来するいくつかのポストバイオティクスに関する研究を実施しました。 このレビューは、これらの化合物について現在わかっていること、その使用の利点、市場で入手可能な主なポストバイオティクス製品とそのプレーヤー、生産の主な傾向、利用可能な生産方法に焦点を当てています。 Arun Karnwalら[11]は、既存の化粧品および個人用スキンケアの医薬製剤における化学界面活性剤の代わりに微生物生物界面活性剤の適用を検討しました。 上記の以前に出版された参考文献の一部では、プロバイオティクスの抗酸化作用と老化防止作用についても言及されています。 しかし、化粧品用途ではなくスキンケアに関しては、プロバイオティクスとその抽出物ではなく、微生物の生物界面活性剤とポストバイオティクスについて説明しています。 このレビューは、プロバイオティクスとその抽出物、および化粧品用途のための製剤に関する情報を収集することを目的としています。 |
| 20年前、プロバイオティクス、プレバイオティクス、マイクロバイオームという用語は化粧品業界では知られていませんでした。 化学は化粧品産業の基礎要素ですが、微生物製品の利点を特定する分子にはまだ適切に適用されていません。 マイクロバイオーム分野の成長を考慮すると、プロバイオティクスやプレバイオティクスなどの定義に準拠した高品質の化粧品を消費者に確実に提供するには、微生物学と化学の知識を持つ専門家が登場することが不可欠です。 化粧品にプロバイオティクスを配合することで、見た目と健康の両方を向上させる新しいアプローチがもたらされる可能性があることに疑問の余地はなく、それが化粧品の健康分野への参入に規制上の困難をもたらすことになる。 規制の改善を促進すると同時に、臨床検証、製品の安全性の検証、微生物とその副産物や細胞壁を含む品目の取り扱い、保管、使用に関する厳格なガイドラインを主張する必要があります。 根拠のない主張は誰にとっても役に立ちませんが、科学研究は人間の健康と幸福に非常に有益な製品を生み出します。 |
| 2. プロバイオティクスのアンチエイジング化粧品への応用 |
| 皮膚の老化には、自然老化と光老化の 2 種類があります。 「自然な老化」という用語は、露出した部分と露出していない部分によってもたらされる体内の成分の影響を指し、最も顕著にはシワや皮膚の弛緩によって現れます。 紫外線は皮膚に入ると光老化を引き起こす可能性があり、皮膚の老化変化や皮膚がんの重大な原因となります[12]。 皮膚に関連する微生物群集の変化、皮膚 pH の上昇、異常な活性酸素種 (ROS) の生成、コラーゲン レベルの低下、および免疫応答の変化は、光老化した皮膚の特徴です。 |
| 現在のプロバイオティクス化粧品は、皮膚の生理学と老化メカニズムに関する研究によると、主に次のメカニズムを通じて皮膚組織に老化防止効果をもたらします: 皮膚のバリア機能の保湿と修復、皮膚のコラーゲンとエラスチンの補充、および抗酸化物質 [13]。 表 2 には、プロバイオティクスの抗酸化効果と老化防止効果に関するさまざまな研究結果がまとめられています。 |
| 表 2 プロバイオティクスとその有効成分の皮膚に対する有益な効果とその作用機序に関する in vitro および in vivo の実験研究 - 概要 |
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| 高齢化社会の進展と若さの追求に伴い、化粧品市場におけるアンチエイジングスキンケア製品のシェアは徐々に高まっています。 アンチエイジング化粧品の安全性と有効性に対する消費者の要求もあり、アンチエイジング化粧品の研究開発技術の継続的な改善と開発が促進されています。 |
| 2.1. 肌のバリアを保湿して回復します |
| 保湿と肌のバリア機能の修復は、老化肌の問題に対処するためにアンチエイジング化粧品が実行する必要がある 2 つの重要なステップです。 老化の重要な兆候である乾燥肌は、表皮のバリア機能の低下によって引き起こされます。 肌の表面を保護し、水分の蒸発を防ぐ角質細胞や皮脂膜に含まれる天然保湿成分が、肌の潤いを保ちます。 皮脂膜の劣化、表皮バリアの損傷、そして最終的には皮膚の乾燥はすべて皮膚の老化の症状です。 アンチエイジング化粧品の効果を高めるために、保湿作用や肌バリア修復作用のある物質が配合される場合があります。 例えば、生理活性物質であるStreptococcus thermophilus S244およびStreptococcus salivarium spp.を添加すると、 化粧品の配合により、肌に潤いを与える酵素が生成され、乾燥が軽減され、老化プロセスが遅くなる可能性があります[20]。 図 3 は、プロバイオティクスの保湿特性と老化防止特性を示しています。 |
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図 3 プロバイオティクスの老化防止と保湿効果。 (A) プロバイオティクスは皮膚の水分補給を改善します。 (B) プロバイオティクスは皮膚のしわを軽減します。 |
| 臨床試験によると、経口プロバイオティクスは皮膚の水分補給を強化し、皮膚の水分量を増加させることで、しわを軽減する可能性があります。 ヘアレスマウスの表皮では、Bifidobacterium breve またはLactobacillus plantarumの経口治療により、紫外線による水分損失が減少しました[21、22]。 L. plantarum 溶解物または熱不活化Lactococcus lactis を経口摂取することにより、皮膚の水分量を増やし、しわを減らすことが可能です [24,25]。 これに基づいて、Hiroko Nakai ら[27]は、熱不活化Lactobacillus plantarum L-137(HK L-137)の局所適用を研究した。 彼らは、表皮細胞を熱不活化Lactobacillus plantarum L-137の細胞液 (HK L-137 の調製 [38]) で処理すると、ヒアルロン酸 (HA) の含有量が増加する可能性があることを発見しました。 その作用機序は、熱不活化Lactobacillus plantarum L-137がサイトカインIFN-γの産生を誘導し、TNF-αとの相乗効果によりNFκB経路を活性化し、線維芽細胞におけるヒアルロン酸シンターゼmRNAの発現を増強することです。 したがって、より多くのヒアルロン酸が生成され、保湿と抗シワの役割を果たします。 |
| 健康な角質層のバリア機能と保水機能はセラミドに大きく依存しています。 研究によると、超音波療法を併用したStreptococcus thermophilus 菌製剤は、角質層内のセラミドの量を増加させ、バリア機能を強化し、角質層の柔軟性を維持することができます[39]。 |
| 2.2. 抗酸化作用 |
| 染色体、ミトコンドリア、細胞膜、結合組織などの生体組織に対するフリーラジカルの過剰な攻撃は、体の老化を引き起こすとフリーラジカル老化理論は主張しています[18]。 皮膚の不飽和脂肪酸は大量のフリーラジカルの影響を受け、不安定な脂質過酸化を引き起こし、最終的にはマロンジアルデヒドに分解されます。 マロンジアルデヒドはタンパク質とリン脂質を素早く攻撃し、反応して細胞内に蓄積し細胞老化のマーカーとなる脂質タンパク質複合体であるリポフスチンを生成します。 そのため、老化を防ぐためには、多くの活性酸素を除去することが不可欠です。 |
| この情報は、スーパーオキシドジスムターゼ (SOD)、グルタチオン (GSH)、ビタミン E (VE)、およびコエンザイム Q10 (Q10) が抗酸化作用を持つ主な活性原料であることを示しています。 スーパーオキシドジスムターゼと呼ばれる生物学的抗酸化酵素は、過剰なスーパーオキシドフリーラジカルを体から効率的に除去します。 体内のビタミン Eの主な機能は抗酸化物質です。 一方で、遊離活性酸素ラジカルを除去し、過酸化脂質の生成を止めることができます。 一方で、スーパーオキシドジスムターゼを保護し、可溶性コラーゲンが不溶性になる速度を遅らせることができます。 ビタミン Eと同様に、コエンザイムQ10は細胞自体によって作られる天然の抗酸化物質であり、ミトコンドリアの呼吸鎖を構成する要素の1つです。 |
| 私たちは、UV 照射によって生成された 活性酸素がマトリックス メタロプロテイナーゼ (MMP) の発現レベルを増加させ、アポトーシスの誘導につながる可能性があることを認識しています。 活性酸素は皮膚の老化や色素沈着に寄与することも知られています。 加熱死滅させたLactobacillus acidophilus KCCM12625P (AL) の抗酸化活性の実験的証明は、Hye Yeon Lim らによって提供されました。 [40]。 UV光に曝露されたヒトケラチノサイトおよびヒト真皮線維芽細胞(HDF)において、Lactobacillus acidophilus KCCM12625Pは活性酸素およびマトリックス メタロプロテイナーゼのレベルを調節することが発見された。 つまり、Lactobacillus acidophilus KCCM12625Pは老化防止効果のある美容成分なのです。 Lactobacillus acidophilus KCCM12625Pはまた、B16F10 マウス黒色腫細胞における UV 誘発メラニンを希釈し、同時に UV 誘発色素沈着を軽減することもできます。 さらに、熱で不活化されたLactobacillus acidophilus は、紫外線による皮膚ダメージを回復し[41]、皮膚の抗酸化防御を高めることができることが研究で示されており[17]、これはしわの形成を防ぐために治療的に使用されています。 |
| Xiaofang Zhangら[16]は実験研究を通じて、熱で死滅させたLactobacillus rhamnosus（RL）の抗シワ効果を発見した。 Lactobacillus rhamnosusを受けた後、マウスの皮膚線維芽細胞の抗酸化能力は増加し、活性酸素含有量は減少しました。 また、ヒトの表皮メラノサイトは、化粧品の抗光老化成分として使用される可能性がある抗メラニンを生成することもできました。 |
| プロバイオティクスと抗酸化物質の組み合わせが相互に相乗効果をもたらす抗酸化研究の分野では、β-ニコチンアミド モノヌクレオチド (NMN) と乳酸菌 (LAB) がますます研究されています。 β-ニコチンアミド モノヌクレオチドとLactobacillus fermentum TKSN041 の組み合わせは、皮膚内のスーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼ (CAT)、およびインターロイキンのレベルを増加させ、紫外線による皮膚への酸化的損傷を軽減し、皮膚の全体的な抗酸化能力を向上させることが研究で示されています。 皮膚の光老化の予防と治療に有効な薬剤となることが期待されています[42]。 |
| プロバイオティクスは、リポテイコ酸、ペプチドグリカン、エキソ多糖類 (EPS)、細胞表面タンパク質などの細菌成分を加熱した後、プロバイオティクスペプチド、有機酸、フラボノイド、アルコール、ポリフェノールなどの代謝産物を生成します。 ヒト真皮線維芽細胞の酸化損傷と光老化は、プロバイオティクスから抽出されるリポテイコ酸によって軽減されることが示されています[15]。 正常な真皮線維芽細胞とマウスの黒色腫細胞では、熱で死滅させたLacticaseibacillus paracasei (PL) が 紫外線B 関連の酸化損傷と光老化を軽減することができます [14]。 マトリックス メタロプロテイナーゼ発現および細胞外マトリックス分解酵素は、UVR 照射によって増強されました。 マトリックス メタロプロテイナーゼ-1 は、マトリックス メタロプロテイナーゼファミリーの酵素の中でもコラーゲンの三重らせんを分解する間質性コラゲナーゼです。 私たちは、L. plantarumの細胞壁から抽出したリポテイコ酸によりマトリックス メタロプロテイナーゼ-1の発現が低下することを発見しました。 さらに、コラーゲンの合成を促進し、その分解を妨げることができ、どちらも活性酸素産生の低下に役立ちます [43]。 皮膚の抗酸化物質および抗光老化治療における有効成分の生成に対する理論的基礎は、この証拠によって提供されます。 |
| 2.3. その他の老化防止効果 |
| プロバイオティクスには細胞外小胞に生理活性化合物が含まれており、皮膚の健康と老化防止に有益です。 例えば、リポ多糖はグラム陰性菌の細胞外小胞に見出され[26]、リポテイコ酸はグラム陽性菌の細胞外小胞に見出される[44]。 これらの化学物質には、自由に使える幅広い反応メカニズムがあります。 Chan Song Joらの研究[45]によると、20代の女性の皮膚には50代の女性より平均してL. plantarumが多かった。 L. plantarum によって分泌される細胞外小胞 (EV) には、多くの老化防止特性があることが判明しました。 これらの特性には、マトリックス メタロプロテイナーゼ-1 とエラスターゼの活性を防ぎ、皮膚の弾力性を高め、細胞の形状を維持する能力が含まれます。 第二に、表皮の恒常性と皮膚のバリア機能の維持に必要なフィラグリン mRNA 発現レベルを上昇させます。 通常、年齢とともにフィラグリンの発現は減少し[28]、これにより細胞外マトリックスの組成が増加し、細胞形態の維持に役立ちます。 |
| さらに、ヒトを対象とした研究では、ビタミンEが光老化と加齢に伴う目のしわの色素沈着を軽減できることが示されています。 したがって、ビタミンEは皮膚治療における強力な老化防止成分です。 L. plantarum SM4 生体内変換の助けを借りて、メラニンの生成を抑制し、UV-A 吸収を強化することを同時に行うことにより、栗の内殻を化粧品素材として使用できます [46]。 |
| 3. プロバイオティクスを使用して肌を白くし、そばかすを取り除く |
| 表皮の色素細胞によって生成されるメラニンの量と、太陽光や紫外線に長時間さらされることによってメラニンが移動し増幅される皮膚の最上層でのメラニンの分布によって、人間の皮膚の色が決まります。 |
| 現代社会では若者の間で美白グッズのニーズが高まっています。 現在、美白効果のある食事療法、医薬品、化粧品がいくつか市販されています。 アルブチン、コウジ酸、ナイアシンアミドは、最近発見され、美白剤として利用されているいくつかのメラニン生成阻害剤です [47,48,49]。 しかし、化学的に合成された化学物質ではなく、天然に存在する化学物質の使用がより大きな注目を集めています。 |
| 3.1. チロシナーゼ活性阻害 |
| 皮膚のメラニンの形成には、多数の酵素と化学触媒プロセスが関与しています。 チロシナーゼはメラニンの生成に不可欠です。 チロシナーゼ活性を阻害すると、メラニンの生成が減少し、皮膚が明るくなり、美白効果が得られます。 図 4 は、プロバイオティクスによるチロシナーゼ阻害の作用機序を示しています。 プロバイオティクスによって生成されるチロシナーゼ阻害剤は、毒性が低く吸収性が高いため、有望な潜在的な美白剤とみなされています[50]。 近年、美白化粧品におけるプロバイオティクスの使用が増加しています。乳酸菌に含まれる乳酸は、チロシンを阻害することでメラニンの生成を直接減らすことができます。 また、チロシナーゼの発現を阻害することで皮膚を白くすることもできます。 チロシナーゼも同様に、プロバイオティクス培養上清によって抑制されました。 抗チロシナーゼ効果がBifidobacterium IDCC 4201 および L. plantarum IDCC 3501 の上清に見られ、メラニン合成を減少させ、メラニン形成経路に関与するタンパク質の発現を変化させました。 潜在的なチロシナーゼ阻害剤はフェニル酢酸の代謝産物です。 フェニル酢酸の抗メラニンの生成は、プロバイオティクス培地の上清中の他の機能性分子の相乗的相互作用によって促進される可能性があります。 したがって、フェニル乳酸含有量が高いプロバイオティクス培地上清は、抗メラニン生成剤として食品および医薬品に使用できる可能性があります[29]。 |
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図 4 プロバイオティクスがメラニン生成を阻害する作用機序 プロバイオティクスはチロシナーゼ阻害剤を生成することでチロシナーゼ活性を阻害します。 プロバイオティクスはフェニル酢酸の生成を促進することでチロシナーゼ活性を阻害します。 プロバイオティクスは乳酸を生成することでチロシンを破壊します。 プロバイオティクスは、メラニンを分解する物質を生成することによってメラニンを破壊します。 |
| グラフ内の略語の意味は次のとおりです: 副腎皮質刺激ホルモン (ATH)、α-メラノサイト活性化因子 (a-MSH)、塩基性線維芽細胞増殖因子 (BFGF)、環状アデノシン一リン酸 (cAMP)、エンドセリン血管ペプチド-1 (ET) -1)、顆粒球マクロファージ活性化因子（GM-SCF）、メラニン受容体-1（MCR-1）、前立腺酵素E2（PGE2）、プロテインキナーゼA（PKA）、プロテインキナーゼC（PKC）、ホスホリパーゼC（ PLC）、幹細胞因子（SCF）、およびアデニル酸シクラーゼ（ATC）。 |
| 現在、化粧品や医薬品に使用されている化学物質には、メラノサイトのメラニン合成酵素チロシナーゼを阻害するものがあります。 しかし、現在市場に出回っている化合物のほとんどは、メラニンの生成を阻止することしかできません。 すでに生成され移植されているメラニンを除去することはできません。 皮膚のメラニンの量を減らす効果はあまりありません。 Sukyung Kimらによると、キムチ由来のStaphylococcus lactis PMC48はメラニンを破壊し、分解し、チロシナーゼを阻害する可能性があるという。 現在のメラニン生成抑制アプローチよりも優れており、メラニンを分解する化粧品や医薬品の原料として高い価値が期待されています[30]。 |
| 3.2. リポテイコ酸の役割 |
| リポテイコ酸は、グラム陽性菌の細胞壁の主成分です。 胃腸系および免疫系の調節、皮膚の保湿、光老化は、L. plantarum から得られるリポテイコ酸の多くのプラス効果のうちのほんの一部にすぎません。 色素沈着の管理におけるリポテイコ酸の使用は、Hyerim Kimらによって研究されました。 ERK および PI3K/AKT 経路を活性化することにより、細胞内のチロシナーゼ活性と造血酵素の発現を低下させます。 したがって、L. plantarum から発見されたリポテイコ酸は、メラノーシスを治療し、化粧品の漂白剤として使用できます [31]。 抗メラニンの形成は、化粧品調整物質としても機能する L. plantarum GMNL6 のリポテイコ酸によって促進されます [51]。 |
| 3.3. その他の美白効果 |
| L. plantarumを含むクリームを使用した後、ボランティアの肌の水分量、肌の調子、シミ、しわ、UVシミ、ポルフィリン症候群はすべて改善されました[32]。 抗メラニン生成剤であるStaphylococcus sphaerus抽出物は、メラノサイト刺激によって引き起こされる色素沈着を軽減することができます[33]。 これらのプロバイオティクスは、医薬品と化粧品の両方に広く使用される物質を生成します。 |
| 4. 抗炎症化粧品に使用されるプロバイオティクス |
| 経口プロバイオティクスの急速な拡大を考慮して、皮膚の微生物叢のバランスを整えることで皮膚の微小生態学的疾患を治療し、免疫学的恒常性を促進するために、数多くの局所用プロバイオティクス製剤が提案されている[52]。 皮膚の微生態バランスを維持するために、病原体の侵入や日和見微生物の増殖を阻止するために抗菌性および抗炎症性の物質を生成します[35]。 |
| 局所プロバイオティクスは、いくつかの小規模臨床研究で、酒さ（訳者注：酒さとは、顔に赤みやほてりが生じる病気です）、アトピー性皮膚炎、ニキビの兆候と症状を劇的に軽減しました。 正確なメカニズムは不明ですが、プロバイオティクスは、制御性 T 細胞の促進、抗炎症性サイトカイン (IL-10 など) の産生、栄養素を求めて病原体と競合し、病原体を集合させて置換することによって抗炎症効果があると考えられています。 Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, などの皮膚微生物と共生するプロバイオティクス株は、バイオフィルムの発生を防ぎ、全身性炎症を引き起こすサイトカインを低下させ、結合部位を直接競合的に阻害することにより、皮膚免疫調節効果と関連付けられている[53]。 |
| 4.1. 皮膚の炎症 |
| Ia Khmaladzeら[34]は、研究の中で、Lactobacillus reuteri DSM 17938とその溶解物が、UVB（紫外線B、波長280nm～320nm、中周波中波）曝露によって引き起こされる皮膚刺激を軽減する可能性があることを発見した。 皮膚に有害な細菌 (Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Bacillus acnes, および Pseudomonas aeruginosa) は、生きたLactobacillus reuteri DSM 17938 によって阻害されます。 この菌株を使用して炎症性皮膚疾患を治療することが可能です。 加熱殺菌したLactococcus lactis H61 水抽出物を化粧品成分と混合し、局所塗布します。 紫外線B損失によって引き起こされる皮膚細胞の炎症は、アンジオテンシン変換酵素 (ACE) をブロックする能力によって軽減されることが示されています (アンジオテンシン変換酵素阻害剤の局所投与は、光老化した皮膚を増強する可能性があります [54])。 UV 放射線によって引き起こされるインターロイキン 8 (IL-8) レベルは、抽出物で前処理された細胞では低下し、紫外線B範囲の電磁放射線も吸収しました [36]。 これは、この抽出物が皮膚の抗炎症作用や紫外線ダメージの予防など、多くの利点があることを示しています。 Bifidobacterium longum (BL) 溶解物は抗炎症特性を持っています。 Bifidobacterium longum溶解物を化粧品に添加すると、炎症に関連するさまざまなパラメーター (血管拡張、浮腫、肥満細胞の脱顆粒、TNF-α 放出の減少など) を改善できます。 Bifidobacterium longum製剤を局所的に使用すると、皮膚の恒常性が促進され、皮膚過敏症の原因となる環境への悪影響 (冬の寒さ、空気の乾燥) が防止されます [37]。 |
| アトピー性湿疹としても知られるアトピー性皮膚炎(AD)は、頻繁に再発し、乾燥したかゆみのある皮膚を特徴とする慢性炎症性皮膚疾患です[55]。 アトピー性皮膚炎の病態生理学における重要な要素は微生物環境です。 最近の研究によると、細菌によって放出される細胞外小胞は、アレルギー性炎症プロセスに影響を与えることが確認されています。 アトピー性皮膚炎患者と健常者の間で細菌が放出する細胞外小胞の構成を比較することにより、L. plantarumから形成された細胞外小胞が皮膚炎症の回避に効果的であることが示された[56]。 |
| アトピー性皮膚炎患者では、Staphylococcus aureus が皮膚微生物叢で優勢であり、細菌量は疾患の重症度と相関しています。 アトピー性皮膚炎患者におけるStaphylococcus aureus の定着は、Lactobacillus johnsonii NCC 533 (HT La1) を含む加熱処理された化粧ローションを使用することで減少させることができます [19]。 |
| 角質層の脂質の組成は、浸透圧バリアと水分保持能力がどの程度機能するかに重要な役割を果たします。 セラミド [23] がその主成分です。 最近の研究により、アトピー性皮膚炎患者の皮膚機能の異常は、セラミド総量の減少に起因する可能性があることが明らかになりました。 セラミドレベルの増加は、細菌抽出物に存在するスフィンゴミエリンごとの酵素の加水分解に起因すると考えられます。 これらは、超音波を使用してS. thermophilusを不活化するための実験用クリームに使用されました。 この発見は、これらの細菌溶解物が角質層のバリア機能に寄与していることを裏付けています。 実験用クリームの局所使用により、アトピー性皮膚炎の皮膚に関連する紅斑、鱗屑、かゆみも軽減されました[57]。 |
| 4.2. ニキビ |
| ニキビは、皮脂腺と毛包に影響を与える、長期にわたる炎症性皮膚疾患です。 顔、胸、背中、肩の白ニキビ、黒ニキビ、膿疱、丘疹、嚢胞などの発疹が主な臨床症状です。 尋常性ニキビの主な要因は、アンドロゲン、毛包および皮脂腺の開口部における過剰な角化症、細菌の定着、および皮脂分泌の増加です。 一部の患者では、内分泌疾患や遺伝的疾患も関与している可能性があります。 研究では、プロバイオティクスがニキビを軽減する可能性があることが示唆されています。 プロバイオティクスのサプリメントや美容製品の需要が急増しています。 プロバイオティクスのサプリメントや化粧品などの家庭療法を利用すれば、ニキビに悩む人の肌に希望が生まれます。 |
| ほとんどのニキビ化粧品には臨床結果を改善する可能性があります。 このクレンザーはニキビに悩むすべての人が使用する必要があります。 過酸化ベンゾイルまたはアゼライン酸/サリチル酸/トリクロサンを含むものが最も効果的でした。 亜鉛またはナイアシンアミドを含む皮脂管理用製品は、過剰な皮脂の生成を減らすのに役立ちます。 乳酸エチル、フィトスフィンゴシン、ナイアシンアミド、レスベラトロールなどの抗菌性および抗炎症性物質を含む化粧品を使用すると、ニキビの治癒が早まる可能性があります。 局所面皰溶解薬は、皮膚が局所薬剤を吸収するのを助け、面皰溶解効果をもたらします。 例には、レチナール/グリコール酸および乳酸が含まれます。 最後に、ニキビに悩むすべての人は、特定の保湿剤を真剣に検討する必要があります。 |
| 潜在的な皮膚病原菌を除去するために、正常な人間の皮膚はさまざまな抗菌化合物を放出することがあります。 L. plantarum と呼ばれるグラム陽性菌は、炎症を軽減し、微生物に対する皮膚の自然な防御を強化する抗菌ペプチドを生成します。 私たちは、乳酸菌抽出物が皮膚のバリア機能、生成する化学刺激物の数、皮膚微生物叢、およびニキビ関連の紅斑にどのような影響を与えるかを調べました。 この研究結果は、乳酸菌抽出物が軽度のニキビ病変を治療し、皮膚の紅斑を最小限に抑え、皮膚のバリアを修復し、皮膚の微生物群集を減少させることに成功する可能性があることを示しました[58]。 |
| S. thermophilusのセラミド（植物スフィンゴシン）にはCutibacterium acnesに対する抗菌作用と抗炎症作用があるため、局所的に超音波処理したS. thermophilus製剤は角質層のセラミドレベルを上昇させ、ニキビの治療に役立ちます[59]。 Lactobacillus salivary LS01 および Bifidobacterium brevis BR03 の局所適用も酒さの治療に使用できます [60]。 局所的に投与されたプロバイオティクスは、他の皮膚に侵入する病原体によって引き起こされるニキビを阻止するバリアとして機能する可能性がある[61]。 図 5 は、ニキビ治療における上記のプロバイオティクスの役割を示しています。 有害な微生物と闘い、炎症を軽減するために、最近ではプロバイオティクスが毎日のスキンケア製品に加えられています。 |
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図 5 ニキビの治療におけるプロバイオティクスの役割 ニキビの主な原因はアンドロゲンの分泌の増加であり、これは皮脂細胞の生成速度の増加、 Propionibacterium acnesの急速な増殖、炎症反応に寄与します。 |
| 5. プロバイオティクス発酵の応用 |
| プロバイオティクス発酵は、薬物の化学構造を変化させて表皮吸収を改善し、毒性を低下させて可能な限り最高の薬理効果をもたらすことができる最近の発見です。 L. plantarum と Bifidobacterium bifidum による発酵を受けたエゾウコギの根 (AE) の水性抽出物は、紫外線Bまたは H2O2 によってもたらされる細胞内活性酸素を軽減します。 エゾウコギの韓国根も、発酵前に作られた抽出物よりもはるかに強力な抗酸化作用と老化防止作用を示しました[62]。 L. rhamnosus 発酵後、パチョリ葉エキスは光老化を防ぐ皮膚の能力を強化します。 研究によると、発酵エキスは皮膚のスーパーオキシドジスムターゼとグルタチオンレベルを増加させ、同時に 活性酸素 を低下させることができます [63]。 L. rhamnosus 発酵ジャスミン抽出物による治療は、紫外線Bと H2O2 によってもたらされるコラーゲンの分解、早期老化、皮膚細胞の老化を大幅に遅らせることができます [64]。 また、過剰な 活性酸素生成、コラーゲン分解、真皮線維芽細胞の早期老化を防ぐこともできます。 皮膚の光老化の予防と治療に考えられる治療薬は、L. plantarum発酵ブラックベリーであり、これはしわの生成を減少させ、ヒトの真皮線維芽細胞が光老化に抵抗するのを助けることができる[65]。 ヒトの皮膚線維芽細胞では、ラベンダー抽出物をPediococcus pentosaceus DK1 で発酵させることにより、紫外線によるマトリックス メタロプロテイナーゼ-1 産生とコラーゲン分解が防止されます [66]。 fructus aurantii 抽出物の生理活性は、Lactobacillus brevis による深発酵によって大幅に強化されます [67]。 HaCaT 細胞の抗酸化活性は、それぞれLactobacillus acidophilus と L. plantarum,によって発酵させたザクロの皮と五味子抽出物によって高めることができます [68]。 Lactobacillus helveticus はホエーを発酵させ、チロシナーゼによるメラニン合成の阻害を防ぐ MITF の発現を減少させることができます [69]。 UVA（紫外線A、波長400nm～320nm、低周波長波）によってもたらされる線維芽細胞の光老化は、L. plantarumによって発酵させたロディオラ・ロゼアによって軽減することができる[70]。 これらの発酵エキスには、老化防止 (図 6) や美白効果が含まれており、美容業界でのプロバイオティクスの使用が増える可能性があります。 プロバイオティクスの発酵副産物もさまざまな目的に役立ちます。 Lactobacillus rhamnosus LRH113株の発酵上清は美白作用と保湿作用を示し、今後のメンテナンス商品への活用が期待されています。 |
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図 6 アンチエイジングにおけるプロバイオティクス発酵の役割 (↑—発現の増加、↓—発現の減少)。 ROS:活性酸素、MMP-1:マトリックス メタロプロテイナーゼ-1，SOD:スーパーオキシドジスムターゼ、GSH：グルタチオン。 |
| 6. 結論と展望 |
| この研究では、化粧品におけるプロバイオティクスとその抽出物の使用について議論されており、老化防止、抗酸化、美白、抗炎症効果などのいくつかの応用分野が含まれます。 プロバイオティクス発酵に関する研究の進歩をまとめたものです。 このレビューでは、皮膚科治療とスキンケアにおけるプロバイオティクス研究に関する新しい発見も収集しています。 皮膚におけるプロバイオティクスの有益な機能は、分析ツールと生物活性評価方法の開発によってさらに実証されています。 プロバイオティクスの局所投与には感作効果や刺激効果が知られていないため、この分野では研究の可能性がまだたくさんあります。 |
| このレビューで収集された化粧品分野のプロバイオティクスに関する研究の進歩に基づいています。 今後の研究では、製造プロセスと得られる生物学的効果との関係をさらに知るために、プロバイオティクス発酵タイプの生物活性調査に取り組むことが重要です。 一方で、インビトロモデルで示された治療上の利点を裏付けるには、ヒトの皮膚または人体におけるすべてのプロバイオティクス菌株に関する追加の研究が必要です。 |
| 実際、化粧品へのプロバイオティクス成分の添加については、今後さらに多くの研究が行われるはずであり、この分野の未踏の領域のいくつかが徐々に研究者の注目を集めるようになるでしょう。 |
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、Molecules. 2023 Oct; 28(19): 6765.に掲載されたApplications of Probiotic Constituents in Cosmetics. を日本語に訳したものです。タイトルをクリックして原文を読むことが出来ます。 |
