角層研究の現状。第二部：仮説的角層脂質マトリックスモデル

State of the Art in Stratum Corneum Research. Part II: Hypothetical Stratum Corneum Lipid Matrix Models.

• Thomas Schmitt
• Reinhard H H Neubert

抄録

このレビューは、角層（SC）脂質マトリックス（LM）研究の現状を詳しく紹介するシリーズの第2部である。このパートでは、皮膚のバリアとしての角質層脂質マトリックスの構造と機能を説明するために開発された様々な仮説モデルについて議論する。また、様々なモデルに対する見方を変えるような新しい結果と古い結果の累積的な組み合わせを検討し、様々なモデルが今日までどのように持ちこたえているかを結論づける。最終的な結論として、既知のデータを可能な限り考慮したモデルが結論づけられ、将来、新しい結果が発見されたときに、さまざまな異なるモデルをさらに発展させることができる1つのモデルに統一される。これまでのところ、モデルは、濃縮セラミド（CER）と遊離脂肪酸の一定量のナノ結晶と、コレステロールの流動化効果によって引き起こされるより流動的なナノドメインを持つ単一の結晶性またはゲル状の相で記述されている。これらのドメインは動的に分解されて再形成され、バリア機能を損なうことはない。鎖の構造はまだ完全には明らかになっていないが、CERが完全に伸長した状態とヘアピンで折り畳まれた状態の平衡状態が最も可能性が高いと提案されている。このシリーズの第1部で3層モデルで説明したように、中間層が重なり合った状態が両方のコンフォメーションに存在すると考えられる。電子顕微鏡写真で観察される巨視的な幅広・幅狭・幅広の層構造は、脂質エンベロープによる外部テンプレート化と、短鎖と長鎖のそれぞれが優先的に相同性を示すことによる内部テンプレート化によって説明され、それぞれ厚い層と薄い層が形成される。また、非常に長いω-hydroxy-cersの影響の程度についても議論した。

This review is the second part of a series which presents the state of the art in stratum corneum (SC) lipid matrix (LM) research in depth. In this part, the various hypothetical models which were developed to describe the structure and function of the SC LM as the skin's barrier will be discussed. New as well as a cumulative assortment of older results which change the view on the different models are considered to conclude how well the different models are holding up today. As a final conclusion, a model, factoring in as much of the known data as possible, is concluded, unifying the varying different models into one which can be developed further, as new results are found in the future. So far, the model is described with a single crystalline or gel-like phase with a certain amount of nanocrystallites of concentrated ceramides (CERs) and free fatty acids and more fluid nanodomains caused by a fluidizing effect of the cholesterol. These domains are dynamically resolved and reformed and do not impair the barrier function. The chain conformation is not completely clear yet; however, an equilibrium of fully extended and hairpin-folded CERs with ratios depending on the properties of each individual CER species is proposed as most likely. An overlapping middle layer as described for the tri-layer model in part I of this series would be present for both conformations. The macroscopic broad-narrow-broad layering, observed in electron micrographs, is explained by an external templating by the lipid envelope, and an internal templating by short and long lipid chains each preferentially show a homophilic association, forming thicker and thinner bilayers, respectively. The degree of influence of the very long ω-hydroxy-CERs is discussed as well.

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