皮膚の微小領域における細胞間脂質ラメラ構造の解析

皮肤微区细胞间脂质层状结构分析

基本信息

批准号：
15760013
负责人：
太田昇
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Japan Synchrotron Radiation Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

哺乳動物の最外層に位置する皮膚角質層には有害分子あるいは細菌などの侵入を防ぐバリア機能、および水分を角質中に保持することで乾燥から生体を守る水分保持機能がある。皮膚角質層を構成する角化細胞の隙間にある脂質は細胞間脂質と呼ばれ、脂質のシートが十数層積層したラメラ構造である。微小領域のラメラ構造の精密な構造解析が、機能を解明するために必要不可欠である。本年度は、マイクロX線ビームの最適化、生きたマウス皮膚への適応、および散乱像の解析方法の提案を行った。X線源としては、SPring-8のBL40XUの放射光光源を用いた。このビームラインは、2枚の全反射ミラーによる集光で得られる高密度のX線が得られる。このミラーの下流に必要な径のピンホールを置くことで高いフラックスのマイクロX線ビームを得た。このマイクロX線ビームの評価には毛髪のキューティクルを用いた。5μmに絞ったX線ビームならば、毛髪の外側5μmの厚さであるキューティクルのみの散乱像が得られる。得られた散乱像の解析法を提案することによって、これまでは明らかに出来なかったキューティクルの詳細な構造情報が得られることを明らかにした。したがって、バックグラウンドが押さえられた良質な散乱像をマイクロレベルの領域から得られると示した。皮膚角質層は、十数μmの厚さでかつ階層構造を有する最外層の構造体である。皮膚表面から深さ方向へのマイクロX線ビームの走査で、皮膚角質層およびその下層の真皮の特徴的な小角散乱像を得ることを明らかにした。SPring-8の高密度なX線を用いることはマイクロX線ビームが得られるばかりでなく、生きた麻酔下でマウスに対して短時間で散乱実験が行えることを示した。また、得られた散乱像を細胞間中のトリラメラ構造モデルを用いる事で詳細な解析できることを提案した。これらの研究により、皮膚の角化による細胞間脂質ラメラ構造の経時変化を明らかにした。

角膜层位于哺乳动物的最外层，具有屏障功能，可防止有害分子或细菌的侵袭，以及通过在角蛋白中保留水分来保护人体免受干燥的水分保留功能。构成角质层皮肤层的角化细胞之间间隙的脂质称为细胞间脂质，具有层状结构，其中超过十二层脂质片被覆盖。小区域层状结构的精确结构分析对于阐明该功能至关重要。今年，我们提出了对Micro-X射线梁的优化，对活小鼠皮肤的适应以及分析散射图像的方法。 X射线源是弹簧-8的BL40XU同步器光源。该梁线通过将光线与两个总反射镜冷凝光获得高密度X射线。通过在镜子下游的所需直径上放置针孔，获得了高通量微X射线梁。头发角质层用于评估此Micro-X射线束。缩小到5μm的X射线梁将产生仅表皮的散射图像，角色厚度为5μm。通过提出针对获得的散射图像的分析方法，我们揭示了有关角质层的详细结构信息，这显然是直到现在的。因此，结果表明，可以从微观区域获得具有背面背景的良好散射图像。角膜层是最外层的结构，厚度约为十μM，并且结构分层。据揭示，从皮肤表面到深度方向扫描的微X射线光束会产生皮肤层的特征性小角度散射图像和下面的真皮。使用高密度的弹簧-8 X射线，不仅提供微X射线束，而且还表明可以在短时间内在活着的麻醉下对小鼠进行散射实验。还提出，可以通过使用细胞之间的三角形结构模型来详细分析所获得的散射图像。这些研究揭示了由于皮肤角化作用而导致的细胞间脂质层状结构的时间变化。