カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸の基本情報・配合目的・安全性

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸

化粧品表示名 カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸
愛称 GO-VC
INCI名 Caprylyl 2-Glyceryl Ascorbate
配合目的 美白抗菌抗シワ など

愛称として用いられる「GO-VC」はカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸の化学名称である「2-グリセリル-3-オクチルアスコルビン酸(2-glyceryl 3-octyl ascorbate)」の「アスコルビン酸」を「ビタミンC(vitamin C)」として略した略称です。

1. 基本情報

1.1. 定義

以下の化学式で表されるアスコルビン酸の2位のヒドロキシ基(-OH)グリセリンが、3位のヒドロキシ基(-OH)にオクタノールが結合したビタミンC誘導体です[1a]

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸

1.2. 物性・性状

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸の物性・性状は、

状態 溶解性
液体 水に可溶

このように報告されています[1b]

1.3. ビタミンC誘導体としての特徴

アスコルビン酸(ビタミンC)は、皮膚において抗酸化作用、メラニンの産生抑制、コラーゲンやムコ多糖類の合成など優れた機能を有していますが、一方で水溶液では熱および光に不安定であることから、化粧品においては多くの場合、安定化したビタミンC誘導体の形で用いられることが知られています[2][3]

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸は、親水性のアスコルビン酸の2位に親水性かつ保湿性のグリセリンを、3位に親油性かつ抗菌性のオクタノールを付加した両親媒性(∗1)のビタミンC誘導体であり、弱酸性領域の安定性に優れるとともに高い皮膚浸透性を有するといった特徴に加え、保湿性を高めてビタミンC誘導体の皮膚に対するつっぱり感や乾燥の亢進(∗2)の軽減といった特徴をもつことから、「保湿型ビタミンC誘導体」に分類しています[1c][4a]

∗1 両親媒性とは、親水性と親油性の両方を有している性質のことです。

∗2 亢進(こうしん)とは、度合いが高まること、たかぶり進むことです。

また、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸はイオン性の強いヒドロキシ基がグリセリンとオクタノールで置換されているため、水溶性高分子と配合しても粘度を低下させず、化粧水やジェル基剤などにも配合できる処方上の特徴があります[4b]

2. 化粧品としての配合目的

化粧品に配合される場合は、

  • メラニン産生抑制による美白作用
  • アクネ菌増殖抑制による抗菌作用
  • コラーゲン合成促進による抗シワ作用

主にこれらの目的で、スキンケア製品などに使用されています。

以下は、化粧品として配合される目的に対する根拠です。

2.1. メラニン産生抑制による美白作用

メラニン産生抑制による美白作用に関しては、まず前提知識としてメラニン色素生合成のメカニズムについて解説します。

以下のメラニン生合成のメカニズム図をみてもらうとわかりやすいと思うのですが、

メラニン生合成のメカニズム図

皮膚が紫外線に曝露されると、細胞や組織内では様々な活性酸素が発生するとともに、様々なメラノサイト活性化因子(情報伝達物質)がケラチノサイトから分泌され、これらが直接またはメラノサイト側で発現するメラノサイト活性化因子受容体を介して、メラノサイトの増殖やメラノサイトでのメラニン生合成を促進させることが知られています[5a][6][7a]

また、メラノサイト内でのメラニン生合成は、メラニンを貯蔵する細胞小器官であるメラノソームで行われ、生合成経路としてはアミノ酸の一種かつ出発物質であるチロシンに酸化酵素であるチロシナーゼが働きかけることでドーパに変換され、さらにドーパにも働きかけることでドーパキノンへと変換されます[5b][7b]

ドーパキノンは、システイン存在下の経路では黄色-赤色のフェオメラニン(pheomelanin)へ、それ以外はチロシナーゼ関連タンパク質2(tyrosinaserelated protein-2:TRP-2)やチロシナーゼ関連タンパク質1(tyrosinaserelated protein-1:TRP-1)の働きかけにより茶褐色-黒色のユウメラニン(eumelanin)へと変換(酸化・重合)されることが明らかにされています[5c][7c]

そして、毎日生成されるメラニン色素は、メラノソーム内で増えていき、一定量に達すると樹枝状に伸びているデンドライト(メラノサイトの突起)を通して、周辺の表皮細胞に送り込まれ、ターンオーバーとともに皮膚表面に押し上げられ、最終的には角片とともに垢となって落屑(排泄)されるというサイクルを繰り返します[5d]

正常な皮膚においてはメラニンの排泄と生成のバランスが保持される一方で、紫外線の曝露、加齢、ホルモンバランスの乱れ、皮膚の炎症などによりメラニン色素の生成と排泄の代謝サイクルが崩れると、その結果としてメラニン色素が過剰に表皮内に蓄積されてしまい、色素沈着が起こることが知られています[5e]

このような背景から、メラニンの産生を抑制することは色素沈着の抑制において重要なアプローチのひとつであると考えられています。

2013年にクリニックF、成和化成およびアイ・ティー・オーによって報告されたカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸(GO-VC)のメラニンに対する影響検証によると、

– in vitro : メラニン生成抑制作用 –

B16メラノーマ細胞を用いて各濃度のGO-VCと、比較対照として医薬部外品美白有効成分であるアルブチンおよび院内製剤の脱色剤であるハイドロキノンをそれぞれ添加し、未添加と比較したメラニン産生抑制率を算出したところ、以下のグラフのように、

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸のメラニン合成抑制作用

GO-VCは、濃度依存的にメラニン産生を抑制し、またアルブチンよりも低濃度で効果を発揮することが確認された。

このような検証結果が明らかにされており[1d]、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸にメラニン産生抑制作用が認められています。

2015年にアイ・ティー・オー、おさめスキンクリニック、かおるクリニックおよびクリニックモリによって報告されたカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸(GO-VC)のヒト皮膚色素沈着に対する影響検証によると、

– ヒト使用試験:炎症後色素沈着改善作用 –

13名の女性被検者の全顔に0.1%GO-VC配合ジェル製剤を1日2回1ヶ月にわたって塗布してもらい、一眼レフカメラを用いて撮影した写真により塗布前と1ヶ月後の炎症後色素沈着の改善度を比較したところ、GO-VCにより炎症後色素沈着の顕著な改善がみられた。

このような検証結果が明らかにされており[8a]、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸にヒト皮膚色素沈着改善作用が認められています。

2.2. アクネ菌増殖抑制による抗菌作用

アクネ菌増殖抑制による抗菌作用に関しては、まず前提知識として皮膚常在菌およびアクネ菌について解説します。

皮膚表面および皮脂腺開口部には多数の微生物が存在しており、その中でも健康なヒトの皮膚に高頻度で検出される病原菌をもたない微生物を皮膚常在菌と呼んでいます[9a][10a]

健常な皮膚表面およびの主な皮膚常在菌の種類としては、20-69歳までの健常女性84名の頬より菌を採取し分離同定したところ、以下の表のように(∗3)

∗3 好気性とは、酸素を利用した代謝機構を備えていること、嫌気性とは増殖に酸素を必要としない性質のことです。

分類 名称 性質 検出率(%)
グラム陽性桿菌 アクネ菌(cutibacterium acnes) 嫌気性 100.0
グラム陽性球菌 表皮ブドウ球菌(staphylococcus epidermidis) 好気性 79.1
グラム陽性細菌 ミクロコッカス属(micrococcus) 好気性 41.2
グラム陽性球菌 黄色ブドウ球菌(staphylococcus aureus) 好気性 8.7
グラム陽性細菌 枯草菌(bacillus subtilis) 好気性 6.1

すべての人からアクネ菌が検出され、次いで表皮ブドウ球菌が79.1%の人から検出されたことから、これらが主要な皮膚常在菌であると考えられます[10b]

皮膚常在菌の平均的な菌数については、被検者の頬1c㎡あたりの平均菌数を検討したところ、以下のグラフのように、

健常皮膚における皮膚常在菌の平均数

最も多く検出されたのはアクネ菌、次いで表皮ブドウ球菌であり[10c]、この試験結果は従来の試験データ[9b]とも同様であることから、一般に健常な皮膚状態かつこれらの皮膚常在菌が存在する場合はこれらの皮膚常在菌が大部分を占めていると考えられます。

皮膚常在菌は、皮膚上の皮表脂質やアミノ酸などを生育のための栄養源とし、1000種もの菌がお互いに競合と調和関係を構築しながら安定した叢(フローラ)を形成することで、通常は病原性を示すことなく、むしろ外部からの病原菌の侵入を防ぐ一種のバリア機能を発揮していると考えられています[9c][11]

アクネ菌は嫌気性菌であり、酸素のある環境ではほとんど増殖できないため、毛穴や皮脂腺に存在しており、皮脂分解酵素であるリパーゼ(lipase)を産生・分泌し、皮脂の構成成分であるトリグリセリドを脂肪酸とグリセリンに分解することによって皮膚を弱酸性に保ち、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)など病原性の強い細菌の増殖を抑制する役割を担っています[12]

一方で、以下のニキビの種類・重症度図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

ニキビの種類・重症度

様々な要因から皮脂の分泌量が過剰に増えることにより、毛穴開口部の角層が硬くなって毛穴を塞ぐことや角質細胞と脂質の混合物が毛穴に詰まり狭められて皮脂が溜まることなど、酸素が少なく栄養が多いアクネ菌にとって理想的な環境となった場合に、アクネ菌が過剰に増殖することが知られています。

アクネ菌が増殖するメカニズムとしては、アクネ菌がリパーゼを分泌しトリグリセリドを分解することによって生じる脂肪酸の一種であるオレイン酸が毛穴開口部の角層を硬くし、アクネ菌の生育を促進することから[13a]、アクネ菌がリパーゼを分泌することでオレイン酸を産生し、閉塞環境を強化しながら増殖していくというものになります[10d]

アクネ菌は、過剰に増殖しなければニキビの原因菌になりませんが、皮脂の分泌量が増えて何かの理由で毛穴が塞がり過剰に増殖すると、増殖したアクネ菌の数に比例して分泌されるリパーゼによって産生された過剰な脂肪酸や増殖した菌体の成分が毛穴に炎症を引き起こすことから[13b][14][15]、ニキビの発生から悪化の要因であると考えられています。

このような背景から、皮膚常在菌がバランスした健常な皮膚状態であればアクネ菌の存在は問題ではありませんが、毛穴開口部の閉塞などによりアクネ菌が増殖し皮膚常在菌バランスが崩れた場合は、増殖したアクネ菌を抑制するアプローチが皮膚常在菌バランスの改善、ひいては皮膚状態の改善に重要であると考えられます。

2015年にアイ・ティー・オー、おさめスキンクリニック、かおるクリニックおよびクリニックモリによって報告されたカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸(GO-VC)のニキビおよびニキビにともなう赤みへの影響検証によると、

– ヒト使用試験:ニキビの改善作用 –

6名の女性被検者の全顔に0.1%GO-VC配合ジェル製剤を1日2回1ヶ月にわたって塗布し、1ヶ月後に赤みの数および面積を測定・スコア化し、塗布開始前と比較したところ、以下のグラフのように、

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸によるニキビの赤みの数および面積の減少効果

0.1%GO-VC配合ジェル製剤の塗布により、赤みの数と面積が有意に減少しており、また目視でも顕著なニキビと赤みの改善がみられた。

このような検証結果が明らかにされており[8b]、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸にニキビおよびニキビにともなう赤みの改善作用が認められています。

ヒト使用試験しかみつけられていませんが、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸はアクネ菌の増殖を抑制する作用を有していることが報告されており[8c]、この作用メカニズムによってニキビを改善する可能性が高いと考えられていることから、ここではアクネ菌増殖抑制による抗菌作用としています。

2.3. コラーゲン合成促進による抗シワ作用

コラーゲン合成促進による抗シワ作用に関しては、まず前提知識として真皮の構造、真皮におけるコラーゲンの構造と役割および線維芽細胞について解説します。

真皮については以下の真皮構造図をみてもらうとわかりやすいと思いますが、

真皮の構造

表皮を下から支える真皮を構成する成分としては、細胞成分と線維性組織を形成する間質成分(細胞外マトリックス成分)に二分され、以下の表のように、

分類 構成成分
間質成分 膠原線維 コラーゲン
弾性繊維 エラスチン
基質 糖タンパク質、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン
細胞成分 線維芽細胞

主成分である間質成分は、大部分がコラーゲンからなる膠原線維とエラスチンからなる弾性繊維、およびこれらの間を埋める基質で占められており、細胞成分としてはこれらを産生する線維芽細胞がその間に散在しています[16a][17]

コラーゲンは、以下の図のように、

コラーゲンの構造

3本のペプチド鎖が3重らせん構造を成しており、各ペプチド鎖はアミノ酸組成として、

(グリシン – アミノ酸X – アミノ酸Y)n

3個ごとにグリシンを含む繰り返し構造をもち、アミノ酸Xとアミノ酸Yにはプロリンおよびヒドロキシプロリンが約21%を、アラニンが約11%を占めることが知られています[18][19][20][21]

間質成分の大部分を占めるコラーゲンはⅠ型コラーゲン(80-85%)とⅢ型コラーゲン(10-15%)が一定の割合で会合(∗4)することによって構成された膠質状繊維であり[22]、Ⅰ型コラーゲンは皮膚や骨に最も豊富に存在し、強靭性や弾力をもたせたり、組織の構造を支える働きが、Ⅲ型コラーゲンは細い繊維からなり、しなやかさや柔軟性をもたらす働きがあり、それぞれ皮膚のハリを支えています[16b][23]

∗4 会合とは、同種の分子またはイオンが比較的弱い力で数個結合し、一つの分子またはイオンのようにふるまうことをいいます。

また、細胞成分として線維芽細胞(fibroblast)は、真皮に分散しており、コラーゲン繊維や弾性繊維、ムコ多糖を産生する細胞であることから、必要に応じて線維芽細胞が活発に働きこれらの物質が順調につくられていることが、皮膚の張りや弾力を維持する上で重要です[16c]

一方で、紫外線を浴びる頻度に比例して、間質成分への影響が大きくなり、シワの形成促進、色素沈着の増加など老化現象が徐々に進行することが知られています[24]

コラーゲンにおいては、UVA曝露によりコラーゲン合成能の減少が報告されており[25]、このような長期紫外線暴露後の細胞外マトリックス成分の産生・分解系バランスの崩れが光老化の原因であると考えられています[26]

このような背景から、紫外線曝露によって合成量が減少するコラーゲンの合成を促進することは、紫外線曝露による光老化の抑制に重要であると考えられます。

2014年にアイ・ティー・オーによって報告されたカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸(GO-VC)の真皮コラーゲンに対する影響検証によると、

– in vitro : コラーゲン合成促進作用 –

培養ヒト皮膚線維芽細胞にGO-VCを25および50μmol/Lを添加し、培養上清のⅠ型コラーゲンを測定したところ、以下のグラフのように、

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸のⅠ型コラーゲン合成促進作用

GO-VCは、濃度依存的にⅠ型コラーゲンの合成を増加させることが確認された。

このような検証結果が明らかにされており[27]、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸にコラーゲン合成促進作用が認められています。

次に、2015年にアイ・ティー・オー、おさめスキンクリニック、かおるクリニックおよびクリニックモリによって報告されたカプリリル2-グリセリルアスコルビン酸(GO-VC)の目元のシワに対する有効性検証によると、

– ヒト使用試験:シワ改善作用 –

13名の女性被検者の全顔に0.1%GO-VC配合ジェル製剤を1日2回1ヶ月にわたって塗布してもらい、一眼レフカメラを用いて撮影した写真により塗布前と1ヶ月後のシワ改善度を比較したところ、GO-VCにより目元のシワの顕著な改善がみられた。

このような検証結果が明らかにされており[8d]、カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸に抗シワ作用が認められています。

3. 安全性評価

カプリリル2-グリセリルアスコルビン酸の現時点での安全性は、

  • 2012年からの使用実績
  • 皮膚刺激性:ほとんどなし(データなし)
  • 眼刺激性:詳細不明
  • 皮膚感作性(アレルギー性):ほとんどなし(データなし)

このような結果となっており、化粧品配合量および通常使用下において、一般に安全性に問題のない成分であると考えられます。

以下は、この結論にいたった根拠です。

3.1. 皮膚刺激性および皮膚感作性(アレルギー性)

2012年からの使用実績がある中で重大な皮膚刺激および皮膚感作の報告がみあたらないため、化粧品配合量および通常使用下において、一般に皮膚刺激および皮膚感作性(アレルギー性)はほとんどないと考えられますが、詳細な安全性試験データがみあたらず、データ不足のため詳細は不明です。

3.2. 眼刺激性

試験結果や安全性データがみあたらないため、現時点ではデータ不足により詳細不明です。

4. 参考文献

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