タイプ別コラーゲンの加齢変化の研究

肌のコラーゲン線維は主に「タイプ1コラーゲン」からなりますが、シワ発生の原因について研究する中で、タイプ1コラーゲンとともにコラーゲン線維を形成している「タイプ3コラーゲン」に着目しました。タイプ3コラーゲンは、コラーゲン線維のしなやかさに関わるコラーゲンで、笑ったり、怒ったりしたときに一時的にできるシワが元に戻る力である「復元力」に影響を与えます。 復元力の高い肌のコラーゲン線維は、タイプ1コラーゲンとタイプ3コラーゲンの割合が4対1です。しかし、加齢とともにタイプ3コラーゲンの割合が減少し、バランスがくずれます。その結果、コラーゲン線維のしなやかさが損なわれ、肌の復元力が低下します。この肌の復元力の低下がシワの発生につながっていきます。

加齢によるタイプ3コラーゲンの減少のメカニズムを研究しました。線維芽細胞から生成されたコラーゲン分子の両端には、プロペプチドというものが存在し、このプロペプチドが切断されて初めてコラーゲン線維を形成することができます。このプロペプチドは、プロペプチド切断酵素で切断されますが、コラーゲン分子のタイプごとに専用酵素があります。 (タイプ1コラーゲンの代表的なプロペプチド切断酵素:ADAMTS-14、BMP-1、タイプ3コラーゲンの代表的なプロペプチド切断酵素:メプリン)

タイプ1コラーゲンとタイプ3コラーゲンのプロペプチド切断酵素の加齢変化を確認した結果、タイプ3コラーゲンのプロペプチド切断酵素は加齢とともに著しく減少してしまうことを突き止めました。すなわち、タイプ3コラーゲンのプロペプチド切断酵素の加齢による減少が、タイプ3コラーゲンの減少の原因であることがわかりました。

タイプ3コラーゲンが加齢によって顕著に減少するとコラーゲンのバランスがくずれ、その結果、肌の復元力が低下してシワが発生します。

加齢に伴ってコラーゲン線維の束が細くなると、肌のハリや弾力が低下し、シワ、タルミが現れます。 コラーゲン線維の束が細くなる原因について、線維同士を結合する「タイプ12コラーゲン」に着目し研究を進めました。 タイプ12コラーゲンの加齢変化を確認した結果、衰えた線維芽細胞は、タイプ12コラーゲンの産生能が大きく低下していることが明らかとなりました。

また、ゲル状のコラーゲン溶液に若い線維芽細胞と、衰えた線維芽細胞をそれぞれ添加し、コラーゲン線維の状態を電子顕微鏡で観察しました。その結果、若い細胞はコラーゲン線維が太く束ねられていましたが、タイプ12コラーゲンの産生能が低下した衰えた細胞は、コラーゲン線維が束ねられず細い状態でした。

これらのことから、加齢に伴ってタイプ12コラーゲンの産生が低下すると、太いコラーゲン線維の束が作れなくなることがわかり、シワやタルミの発生には、コラーゲン線維を束ねるタイプ12コラーゲンの減少が深く関わっていることが明らかとなりました。