Material Science
Nucleic Acid × Exosome

4種の核酸 × エクソソーム

細胞の設計図を守り、シグナルを届ける。
Awaken your genes !
── 核酸とエクソソームの科学を、やさしく解説します ──

目 次

肌の健康は「遺伝子」から始まる

肌は、私たちの体で最も大きな臓器です。その面積は約1.5〜2.0㎡、重さは約3〜4kgにもなります。

肌も細胞の集合体です。ケラチノサイト、線維芽細胞、メラノサイト……これらの細胞がそれぞれの役割を果たすことで、肌のバリア機能、弾力性、透明感が保たれています。そして、その細胞のすべての機能を指揮しているのが「遺伝子」です。

肌の老化とは、単なる見た目の変化ではありません。細胞レベルでの遺伝子の損傷や発現の変化が、目に見える形であらわれたものと考えられています。

本資料では、「核酸」と「エクソソーム」という2つの原料素材について、肌の構造、核酸の働き、エクソソームとは何か、そして両者を掛け合わせる意味まで、順を追って解説します。

肌の構造と、肌を構成する細胞

肌は大きく分けて、3つの層で構成されています。

肌の3層構造

厚さ主な役割
表皮約0.05〜0.1mmケラチノサイトが約90%を占め、バリア機能と水分保持を担う。約28日周期のターンオーバー。メラノサイトが紫外線から肌を守る
真皮約0.5〜3mm肌の弾力性と強度を支える層。約70%がコラーゲン。エラスチン、ヒアルロン酸などの細胞外マトリックスから構成。血管が栄養と酸素を供給
皮下組織──脂肪細胞と結合組織。クッション・保温・エネルギー貯蔵

肌を構成する主な細胞

区分細胞主な役割
表皮ケラチノサイト(角化細胞)表皮の約90%。ケラチン産生、バリア機能、紫外線防御
メラノサイト/ランゲルハンス細胞/メルケル細胞色素産生・免疫監視・触覚受容
真皮線維芽細胞コラーゲン・エラスチン・ヒアルロン酸の産生
マスト細胞/血管内皮細胞/マクロファージ/脂肪細胞/神経細胞免疫・血流・組織修復シグナル・感覚伝達

真皮線維芽細胞 ── 肌の「工場」

真皮に存在する線維芽細胞は、肌の健康において極めて重要な役割を果たします。この細胞が産生する主な成分は、肌の強度とハリを担うコラーゲン(真皮の約70%)、弾力性を与えるエラスチン、自分の重さの約6,000倍の水分を保持するヒアルロン酸です。

加齢とともに線維芽細胞の機能は低下し、コラーゲンやヒアルロン酸の産生が減少します。

☆ この章のポイント

肌の弾力性、潤い、ハリは、すべて真皮線維芽細胞の働きによって支えられています。

線維芽細胞の機能に着目することが、肌の素材設計の鍵となります。

現代スキンケアの限界と矛盾

現代のスキンケア製品の多くは、肌の「表面」に働きかけるアプローチを採っています。保湿成分は肌表面の水分を一時的に保ち、美白成分はメラニンの生成を抑えますが、細胞そのものの機能を根本から支えるものではありません。

製品カテゴリーごとの目的と課題

カテゴリー主な目的指摘される課題
洗顔・クレンジング汚れ・皮脂・メイクの除去界面活性剤による角質層脂質の流出、経皮水分喪失(TEWL)の増加、過剰洗浄による皮脂バランスの乱れ
化粧水水分補給・pH調整過剰な保湿による天然保湿因子(NMF)産生の抑制、防腐剤・香料等による低レベル慢性炎症
美容液有効成分の集中ケア活性成分による強制的な細胞回転、長期使用後の遅延型過敏症
乳液・クリーム水分・油分の補給と保護外部からの油分供給による皮脂分泌の抑制、過剰な表面保湿による表皮‑真皮間の交換阻害、依存サイクルの形成

4つの構造的な限界

① 単一ターゲット・単一効果の限界。ヒアルロン酸は保湿だけ、ビタミンCは美白だけ──肌は複雑なネットワークであり、単一成分で全体をケアすることは困難です。

② 浸透の壁。角質層は有害物質の侵入を防ぐと同時に、有効成分の浸透も制限します。多くの従来成分は分子が大きすぎて、真皮層の線維芽細胞まで届きません。

③ 自己調節機能の阻害。過剰なケアは、天然保湿因子の産生抑制やターンオーバーの乱れなど、肌本来の自己修復・自己保湿機能をかえって低下させることがあります。

④ 短期的効果と長期的健全性の矛盾。高濃度の保湿成分が一時的に角質層を膨潤させ即座にハリを演出する「偽陽性効果」が、長期的な機能低下を覆い隠すことがあります。使用中止時の症状悪化(リバウンド)が依存サイクルを生むことも指摘されています。

⭐ 課題の本質

「より多くのケア=より良い肌」という前提に基づく使用過多が、成分の累積と予測しにくい相互作用を生みます。

表面的な症状改善ではなく、肌の自己調節能力を尊重し、細胞レベルの機能を支える素材設計が求められています。

核酸という素材 ── 第7の栄養素

水溶性核酸は、40年にわたる研究から生まれた特殊な核酸素材です。サケ科魚類の精巣(白子)から抽出したDNAを、核酸分解酵素で加水分解し、分子量12,000以下の画分を多く含むように調製したものです。

低分子化の意味

一般的な核酸は分子量が数万〜数百万と非常に大きく、肌の角質層を通過することが困難です。加水分解による低分子化で浸透性が高まり、第2章で触れた「浸透の壁」を越えて、真皮層の線維芽細胞まで核酸成分を届けることが期待されます。

特許に記載された素材データ

水溶性核酸という素材の特性は、複数の特許に記載されています。以下は原料素材に関する特許情報であり、特定の商品の効果を示すものではありません。

特許番号名称記載されている主な内容
JP 3978716遺伝子酸化損傷抑制剤強い酸化負荷下でのDNA酸化損傷の抑制
JP 5025253基礎化粧品用配合剤細胞賦活・肌テクスチャー・保湿性に関する記載
JP 5025254皮溝密度改良剤皮溝密度・水分量・皮脂量に関する記載
JP 5837663創傷治療剤創傷治癒の促進に関する記載
JP 7015064角栓除去剤加水分解DNAによる角栓残存率の低減
JP 7433685真皮線維芽細胞機能賦活用剤線維芽細胞のコラーゲン・ヒアルロン酸産生に関する記載
JP 7620270ミトコンドリア機能活性化剤最大呼吸・予備呼吸能の活性化に関する記載
☆ この章のポイント

水溶性核酸は、加水分解による低分子化で肌への浸透性に着目した核酸素材です。

抗酸化・細胞賦活・保湿・線維芽細胞・ミトコンドリアなど、多階層にわたる特許・研究情報が公開されています。

核酸の肌への多階層的作用

公開されている特許・研究情報からは、水溶性核酸が肌の「表面」から「深部」まで多層的に働きかける可能性が読み取れます。以下は原料素材に関する研究情報であり、考えられる作用機序の考察です。

作用① 真皮線維芽細胞の賦活

特許JP 7433685には、加水分解DNAが真皮線維芽細胞のコラーゲン産生・ヒアルロン酸産生に関与する旨が記載されています(詳細データは第7章)。

作用② 遺伝子酸化損傷の抑制(抗酸化)

紫外線や大気汚染により細胞内では活性酸素(ROS)が発生し、DNAを傷つけます。特許JP 3978716には、強い酸化負荷下でのDNA酸化損傷の抑制が記載されています。

作用③ 保湿・バリア機能

特許JP 5025254には、水分量・皮脂量・皮溝密度に関するデータが記載されています。表面的な保湿剤とは異なり、肌自身の水分保持機能に着目した素材です。

作用④ ミトコンドリア機能

特許JP 7620270には、ミトコンドリアの最大呼吸能・予備呼吸能の活性化が記載されています。ミトコンドリアは細胞の「エネルギー工場」であり、コラーゲン合成やターンオーバーには大量のエネルギー(ATP)が必要です。

作用⑤ 微小循環

特許JP 4599518・JP 5025253には、レーザードップラー計測による血流促進に関する記載があります。血流が改善すれば、酸素と栄養素の供給が線維芽細胞の活動を後押しします。

作用⑥ 創傷治癒

特許JP 5837663には、創傷治癒の促進に関する記載があります。肌の自己修復に関わる素材特性です。

✨ 核酸素材の多階層的な働き(特許・研究情報より)

① 線維芽細胞の賦活 ② 抗酸化 ③ 保湿・バリア ④ ミトコンドリア ⑤ 血流 ⑥ 創傷治癒

単一の素材系から多階層の研究情報が得られている点が、この核酸素材の特徴です。

エクソソームとは

エクソソームは、細胞から分泌される非常に小さな粒状の物質です。そのサイズはわずか50nm〜200nm(ナノメートル)。髪の太さの約1,000分の1という極微小なカプセルです。

細胞間情報伝達の「配達トラック」

エクソソームの中には、マイクロRNA、メッセンジャーRNA、成長因子(グロースファクター)など、多種多様な情報が入っています。細胞同士がコミュニケーションをとるための「配達トラック(運び屋)」の役割をしており、情報を必要としている細胞へ届けます。

細胞外小胞の種類とサイズ

種類サイズ特徴
エクソソーム50〜200nmエンドソーム膜由来。肌への浸透性に優れ、細胞間情報伝達の主役
マイクロベシクル100〜1,000nm細胞膜から出芽して分泌される小胞
アポトーシス小体1,000〜4,000nm細胞死(アポトーシス)時に放出される小胞

肌へ浸透するためにはサイズが重要です。これらのうちエクソソームが、肌に浸透しやすいサイズ域にあるとされています。

🗒 用語解説

エクソソーム:細胞が分泌する50〜200nmの極微小カプセル。内部にRNAや成長因子を含み、細胞間の情報伝達を担う「配達トラック」。

グロースファクター(成長因子):細胞の増殖や分化をコントロールするタンパク質。肌のハリや弾力、ターンオーバー、コラーゲンやエラスチンの生成に関わります。

マイクロRNA:遺伝子の発現を微調整する小さなRNA。エクソソームに含まれて周囲の細胞に届けられ、細胞の挙動に影響します。

なぜ「ヒトサイタイ由来」なのか

エクソソームは、その由来となる細胞によって、含まれる成分や機能性が大きく異なります。本素材に用いるエクソソームは、「ヒトサイタイ間葉幹細胞」由来です。

サイタイ(臍帯)とは

サイタイ(臍帯)とは、胎児と胎盤をつなぐ「へその緒」です。胎児の成長に必要な組織を作る最初の細胞がサイタイの幹細胞であり、様々な活性成分やグロースファクターを大量に作り出しています。若く健康な細胞であるサイタイの幹細胞からは、大量のエクソソームが分泌されます。

第一世代(脂肪由来)と第二世代(ヒトサイタイ由来)の比較

比較項目第一世代(脂肪由来)第二世代(ヒトサイタイ由来)
グルタチオン含量低い高い(抗酸化能力に関与)
グロースファクター数19種(固有)28種(固有)+226種(共通)
細胞増殖率低い高い
炎症性サイトカイン──IL-1β・IL-6・TNF-αに関する研究記載
免疫制御──CD3/CD25バランスに関する研究記載

粒子分布 ── 他社品との比較

ナノ粒子トラッキング解析(NTA)による比較では、ヒトサイタイ由来のエクソソームはエクソソーム含有量が高く、シャープ(均一)な粒子分布を示すことが報告されています。粒子サイズの均一性は、肌への浸透の安定性に関わる品質指標です。

NTA測定項目本素材他社A他社B
総粒子数(個/mL)5.84×10⁹2.00×10⁹5.26×10⁸
中央値サイズ106.5nm126.2nm235.4nm
エクソソーム粒子数(個/mL)4.80×10⁹1.01×10⁹1.36×10⁸

本素材は、総粒子数・エクソソーム粒子数がいずれも多く、中央値サイズが小さく(=より小粒で均一)、肌に浸透しやすいサイズ域に分布が集中していることが確認されています。

☆ この章のポイント

ヒトサイタイ由来のエクソソームは、抗酸化に関わるグルタチオン、グロースファクターの種類と数、細胞増殖率において研究上の優位性が報告されています。

粒子サイズの均一性が高く、品質管理(次章・第10章)と組み合わせて設計されています。

4種の核酸 × エクソソーム ── 掛け算の設計

核酸とエクソソームを「掛け合わせる」設計の根拠は、特許JP 7433685(特開2024-176730)に記載された試験データにあります。ヒト真皮線維芽細胞(NB1RGB)を用い、加水分解DNAとヒトサイタイ間葉幹細胞由来エクソソームの、単独と併用の効果が比較されています(48時間培養後、対照群を100%とした値)。

加水分解DNA 単独

濃度コラーゲン産生率ヒアルロン酸産生率
0.1%104.9±2.0125.0±17.0
0.5%105.2±1.9118.0±11.0
1.0%144.0±4.2142.2±10.6

エクソソーム 単独

濃度コラーゲン産生率ヒアルロン酸産生率
0.01%98.9±1.8106.3±5.5
0.1%102.7±2.3106.0±10.4
0.2%98.2±2.3117.6±3.2

併用時 ── 「掛け算」の実証

加水分解DNAエクソソームコラーゲン産生率ヒアルロン酸産生率
1.0%0.01%221.8±11.6149.9±5.0
1.0%0.1%212.1±12.6145.1±7.2
1.0%0.2%209.5±6.9149.0±3.7

加水分解DNA単独(コラーゲン 144.0%)とエクソソーム単独(98.9%)を単純に足した予測値は約143%。これに対し、併用時の実測値は221.8%と、足し算の予測を大きく上回りました。「足し算」ではなく「掛け算」と表現する根拠がここにあります。

なぜ掛け算になるのか

加水分解DNA=「材料」と「エネルギー」。コラーゲンやヒアルロン酸を合成するための原材料(ヌクレオチド)を供給し、ミトコンドリア機能(JP 7620270)でエネルギーを底上げし、抗酸化(JP 3978716)で細胞機能の低下を防ぎます。

エクソソーム=「指令(シグナル)」。含まれるグロースファクターやマイクロRNAが、線維芽細胞に「作る」ための指令を届け、無用な炎症を抑えて働きやすい環境を整えます。

⭐ 役割分担の本質(工場のたとえ)

核酸 = 原材料の充実 + 機械の性能アップ + 停電対策(抗酸化)

エクソソーム = 現場監督の派遣 + 生産指示書の供給 + 工場環境の整備(抗炎症)

どちらが欠けても工場はフル稼働できません。両方が揃ったとき、掛け算の結果が生まれます。

🗒 用語解説

掛け算(相乗):複数の素材を併用したとき、それぞれ単独の効果を足し合わせたよりも大きな結果が得られる現象。

加水分解DNA:高分子のDNAを酵素で低分子化したもの。分子量12,000以下の画分を多く含み、肌への浸透性に着目した素材。

コラーゲン産生率221.8%:対照群を100%としたときの試験上の値。本データは原料素材に関するものです。

素材設計の思想 ── 4種の核酸

核酸とエクソソームを掛け合わせる設計を、素材の配合という観点から見ていきます。配合される核酸は、形態の異なる4種です。

No.核酸英表記
01加水分解DNA-NaHYDROLYZED DNA-NA
02DNA-NaDNA-NA
03加水分解RNAHYDROLYZED RNA
04加水分解白子エキスHYDROLYZED MILT EXTRACT

加水分解による低分子化と、複数の核酸の組み合わせにより、肌の細胞に多角的にアプローチする設計です。

2つの価値 ── 材料と指令

01
材料供給(SUPPLY)

水溶性核酸が、線維芽細胞の基本性能を支える材料とエネルギーを届けます。

02
指令伝達(SIGNAL)

ヒトサイタイ由来エクソソームが、グロースファクターとマイクロRNAを介して線維芽細胞にシグナルを届けます。

全身用美容液という剤型

肌の健康は顔だけの課題ではありません。首、デコルテ、手、全身の肌に届けられるよう、全身用の美容液(セラム)という剤型が選ばれています。セラムは、ベースの上に有効成分を高濃度で配合でき、加水分解DNAとエクソソームの両方を安定的に配合するのに適した形状です。

研究・試験の実施領域

ヒトサイタイ間葉幹細胞エクソソームという素材について、以下の領域で研究・試験が実施されています。下記は研究の実施領域を示すものであり、特定の商品の効果・効能を示すものではありません。

領域研究テーマ主なモデル
FIELD 01美白研究B16F10 メラノーマ細胞
FIELD 02創傷治癒研究初代真皮線維芽細胞
FIELD 03免疫抑制研究炎症性サイトカイン(IL-1β/IL-6/TNF-α)
FIELD 04免疫制御研究CD3/CD25 バランス
☆ この章のポイント

素材としてのエクソソームは、美容・皮膚科学の複数領域で研究・試験が進められています。

掲載内容は研究の実施領域であり、個別商品の効果を保証するものではありません(巻末のご注意を参照)。

品質管理と安全性

2つの主成分は、いずれも安全性試験と品質管理を経た素材です。

加水分解DNAの安全性

加水分解DNAは、サケ科魚類の精巣(白子)由来の天然成分です。核酸は生体内にも存在する成分であり、生体親和性が高く、刺激が少ないことが特徴とされています。特許取得の過程で、経皮投与における安全性も確認されています。

ヒトサイタイ由来エクソソームの安全性(GLP準拠試験)

試験項目結果
単回・反復 経皮投与毒性試験2,000mg/kg以上(安全)
光毒性/光感作性試験ネガティブ(安全)
復帰突然変異/染色体異常/小核試験ネガティブ(安全)
皮膚感作性試験ネガティブ(安全)
皮膚刺激性/眼刺激性試験非刺激性

ウイルス否定試験(HIV1,2/CMV/HBV/HCV/HTLV-1,2/梅毒)は陰性。ヒトパッチテスト(33名、平均年齢46.5±7.3歳)でも異常なしと確認されています。

原料・製造の安全基準

原料となるヒト細胞株および細胞培養培地は、食品医薬品安全処(MFDS)の規制に準拠して取り扱われています。具体的には、ドナーの資格、組織・細胞の抽出と分析、培養環境の管理、ヒト細胞および培養培地の製造・安全性評価・試験までが、規制基準に沿って実施されています。

品質管理体制 ── FreSHtracer™

幹細胞の品質はドナー細胞の由来によって差があるため、リアルタイムでの品質評価が重要です。グルタチオンと細胞の質が相関するという発見に基づき、グルタチオンをリアルタイム測定する独自技術 FreSHtracer™ により、幹細胞の健全性を確認しながら製造されています。また、タンジェンシャルフロー濾過により不純物を取り除き、純度の高いエクソソームを抽出しています。

☆ この章のポイント

加水分解DNAは天然由来で生体親和性の高い素材です。

エクソソームはGLP準拠の全項目をクリアし、ウイルス否定試験も陰性。FreSHtracer™によるリアルタイム品質管理体制が確立されています。

4種の核酸 × エクソソームが
支える2つの価値

01
材料供給

水溶性核酸(加水分解DNA)が、線維芽細胞に材料とエネルギーを供給し、細胞の基本性能を支える。

02
指令伝達

ヒトサイタイ由来エクソソームが、グロースファクターとマイクロRNAを通じて線維芽細胞にシグナルを届ける。

「材料」と「指令」が揃ったとき──
特許データでは、コラーゲン産生 221.8% という掛け算の結果が報告されています。

■ ご注意

・本資料は「水溶性核酸(核酸)」および「エクソソーム」という原料素材に関する学術・研究情報の提供を目的としており、特定の商品の効果・効能を保証するものではありません。

・疾病の診断・治療・予防を目的とするものではありません。肌に異常を感じた場合は、すぐに使用を中止し、医療専門家にご相談ください。

・掲載している研究データ・特許情報は、原料素材に関するものです。個別商品そのものを対象とするものではありません。

・細胞試験・動物実験等の基礎研究データは、必ずしもヒトへの効果を保証するものではありません。

・原料にサケ由来の成分を使用しています。魚アレルギーのある方はお控えください。