日焼け止めは本当にDNAを修復できるのか？

2018年7月2日午前7時

DNA を修復する日焼け止め: 本物か偽物か?

UVBによるDNA損傷を修復すると主張する製品がいくつかあります。その科学的根拠は何でしょうか？

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世界で最も日照時間が長い都市の一つ、アリゾナ州ツーソンで育った私は、紫外線の発がん性リスク、日陰の神聖さ、そしてつば広帽子というファッション上の悪弊の救いとなる要素について、熟知しているつもりです。また、日焼け止めの説明にも熱中しています。「実は、SPF30のローションはUVBを約97%カットします。SPF15より4%多く、SPF50よりわずか2%少ないんです」といった具合に、7歳の頃から我慢できないほど延々と#sunscreenfact を連発しています。

先日フロリダに行ったとき、日焼け止めについて新たな事実を知り、驚きました。最近、UVBによるDNA損傷を修復すると主張する製品がいくつか登場しているのです。これは…大胆な主張です。皮膚がんにつながる構造的損傷から遺伝子コードを守ることは重要ですが、その損傷を積極的に修復することは全く別の課題です。

私は懐疑的でした。テキサス大学サウスウェスタン医療センターの名誉教授で、DNA損傷と遺伝子修復酵素の専門家である生物学者エロール・フリードバーグ氏も同様でした。しかし、私が彼に電話したところ、彼は、そのような酵素がローションや日焼け止めとして塗布されているという話は聞いたことがないと言いました。「たとえ聞いたことがあったとしても、酵素は壊れやすいのです」と彼は言いました。「多層構造の器官である皮膚に酵素をすり込んでも、必ずしも細胞に届くとは限りません。ですから、それを確信するにはデータを見る必要があるでしょう」

電話を切った時、そんなデータは見つからないだろうと覚悟していました。しかし、調べてみると、確かに存在することがわかりました。DNA修復酵素は局所的に塗布できるだけでなく、体内の遺伝子修復機構を強化する可能性があるという説得力のある証拠があるのです。では、なぜこれらの酵素がすべての日焼け止めに含まれていないのでしょうか？

簡単に答えると？お金です。長い答えはもう少し複雑ですが、日焼け止めに関して私が今まで聞いた中で最も興味深い話です。

おそらく、現在販売されているDNA修復効果のある日焼け止めから始めるのがベストでしょう。Neovaの「DNAダメージコントロール」は3オンスで45ドル、スペインの皮膚科企業ISDINのEryfotona Actinicaは3.4オンスボトルで50ドル、DNARenewalのSPF50+「DNAディフェンス」は4オンスで75ドルです。

これは高価で、ほとんどの人にとっては手が出ない価格です。（ちなみに、ニューヨーク・タイムズ傘下の製品レビューサイト「Wirecutter」が選ぶ日焼け止めベストセラー「コッパートーン」の8オンスボトルはたったの10ドルです。）#日焼け止め豆知識：日焼け止めは、こまめに、たっぷりと塗ることで最も効果を発揮します。目安としては、2時間ごと、または水泳や発汗後に1オンス（約35g）を塗るのが良いでしょう。このペースだと、前述のDNA修復効果を持つ日焼け止めはどれも、ビーチで8時間以上は持ちません。

あなたがお金を払っているのは、UVエンドヌクレアーゼやフォトリアーゼといった分子です。名前を聞くと、まるで恒星間貨物船とその燃料源について話しているように聞こえます。しかし実際には、これらはDNA修復酵素であり、紫外線曝露によって引き起こされた遺伝子損傷を感知して修復します。この損傷が蓄積すると、皮膚がんを引き起こす可能性があります。

数十年にわたる研究により、これらの分子とその類似分子は、実に奇妙で素晴らしい酵素であることが示されています。例えば、フォトリアーゼは可視波長の光によって光再活性化と呼ばれるプロセスを経て活性化されます。繰り返しますが、フォトリアーゼは光によって活性化されます。つまり、太陽光にさらされると、太陽光によって引き起こされたDNA損傷を修復できるのです。進化とは、まさにこのことです！

しかし、進化は与え、そして奪う。結局のところ、人間はフォトリアーゼを生成しない。地球上のほぼすべての生物、動物、植物、細菌、真菌に至るまで、フォトリアーゼを生成する。しかし、人類のような胎盤を持つ哺乳類は、歴史のある時点で、光でDNAを修復する酵素の生成をやめてしまったのだ。（その代わりに、ヌクレオチド除去修復と呼ばれる遺伝子の修復で対応しているが、これは光再活性化よりも効率が悪いだけでなく、正直言って、あまりクールではない。）

ヒトはUVエンドヌクレアーゼも作りません。研究者たちは、この酵素をミクロコッカス・ルテウス（Micrococcus luteus）という細菌で発見しました。また、DNA修復酵素T4エンドヌクレアーゼV（別名「T4N5」）も作りません。これは、科学者が寄生した大腸菌から初めて抽出したUVエンドヌクレアーゼの、威厳のある名前を持つ親戚です。（DNA修復の専門家であるフリードバーグは、まさにそれを行う技術を1970年代初頭に開発しました。）フォトリアーゼは、プランクトンや藻類などの資源から得られました。

酵素が単離されると、一部の科学者は、これらの酵素が局所治療薬の中で生き残り、人間の皮膚細胞に届けられるかどうか疑問に思い始めました。このアイデアは魅力的で、潜在的に非常に大きな利益をもたらす可能性がありました。レブロンの創業者は、化粧品を「瓶の中の希望」と表現したことで有名ですが、DNAを積極的に再構築できるのに、なぜ希望だけで満足する人がいるのでしょうか？

この可能性に最初に気づいた人物の一人が、分子生物学者のダニエル・B・ヤロシュでした。1980年代、彼はフリードバーグらが開発した技術よりも迅速、安価、そして簡便なT4N5の精製法を考案しました。さらに、T4N5と他のDNA修復酵素を、リポソームと呼ばれるリン脂質の小さな球状ポケットの中に封入する方法も発見しました。その過程で、彼はこの技術を大規模に生産するための会社、アプライド・ジェネティクス・インコーポレイテッドを設立しました。そして1988年、この手法の特許を取得しました。

それから30年、研究者たちはリポソームがDNA修復酵素を皮膚細胞に輸送できることを繰り返し実証してきました。ヤロシュ氏はまず、紫外線照射したヒト細胞の培養皿でこれを実証しました。次に、生きたマウスで実験を行いました。結果は有望でした。ヤロシュ氏の酵素を封入したリポソームで処理した細胞は、より多くの照射DNAを除去し、修復が速く、より長く生存しました。

すぐに研究者たちは、リポソームを用いてDNA修復酵素を被験者の皮膚細胞に密かに注入するようになりました。2000年のある研究では、被験者の臀部にUVBを照射し、DNA損傷をフォトリアーゼで処理したところ、顕著な修復効果が見られました。ほぼ同時期に、ヤロシュは、皮膚がんになりやすい被験者にT4N5リポソームローションを1年間塗布する第3相臨床試験を実施しました。 2001年にランセット誌に掲載された結果によると、 T4N5を塗布した患者は、プラセボ群と比較して、がん性病変および前がん性病変の発生が有意に少なかったことが示されました。

研究を見直した後、DNA修復酵素を皮膚細胞に送り込み、実際に効果を実感できるという可能性について、以前ほど疑念を抱かなくなったことに気づきました。DNA損傷の専門家であるフリードバーグ氏に、前述の研究とその他いくつかの研究をメールで送り、検討を依頼しました。翌日、彼から返信が届きました。「なるほど、その通りですね。少なくとも2つの研究室での実験データから、実現可能性が示唆されています！」

しかし、まだ疑問が残っていました。第3相試験で使われていたローションはどうなったのでしょうか？DNA修復効果のある日焼け止めはなぜいまだにこんなに高価で入手困難なのでしょうか？ヤロシュに連絡してみる時が来たのです。

携帯電話でヤロシュに連絡を取ると、彼はオフグリッドの休暇から帰る飛行機を待っているところだった。「もう長いことこの仕事をしているから、特許はほとんど切れているよ」と、空港のアナウンスにかき消されながら彼が言うのが聞こえた。

特許について質問しているのは、Neova、ISDIN、DNARenewalといった企業がDNA修復酵素をどこから入手しているのかを知りたいからです。特許が切れているなら、これらの企業は酵素を自社で製造しているのでしょうか？

「私はそれらのブランドを全部知っていますし、その製品も知っています」とヤロシュは言う。「そして、その原料はすべて同じ会社、エスティローダーから来ているんです。」

待って。何？

ヤロシュ氏は第3相試験の後、DNA修復酵素の有効性を裏付けるエビデンスを強化するため、さらなる研究を行うための資金調達に数年間を費やした。これは、彼の会社であるアドバンスト・ジェネティクス社が酵素などの成分を販売していた化粧品会社といった見込み顧客を誘致するためでもあったが、主には食品医薬品局（FDA）をなだめるためだった。AGIの専属部門は、DNA修復酵素を化粧品成分ではなく医薬品として承認してもらうことに注力していた。「しかし、ランセット誌に掲載されたT4N5クリームはFDAの反対に遭い、追加試験を要求されました」とヤロシュ氏は言う。

言うは易く行うは難し。FDAの承認プロセスは特許制度と連携し、予防策よりも治療法の探求を目的とした臨床試験への資金提供を奨励することで知られている。末期がん患者の余命を数ヶ月延ばす可能性のある錠剤は、例えば皮膚がんを予防するクリームよりも臨床試験への資金提供を受けやすく、FDAの承認も得やすい。数字がこれを裏付けている。2015年、MITの経済学者ハイディ・ウィリアムズ氏は、1973年から2011年までのがん臨床試験データを調査し、末期がんや再発がん患者の治療に焦点を当てた研究が約2万9000件あったことを明らかにした。同時期にがん予防に焦点を当てた研究はわずか500件だった。

ヤロシュが必要な資金を調達しようとした努力は、結局無駄に終わりました。「しかし、その過程で、AGIはエスティローダーから売却の申し出を受け、それが私たちのビジネス上の決断でした。そのため、私が設立した会社は現在エスティローダーの子会社となり、修復酵素とリポソームの供給を続けています。」

エスティローダーは市場を支配しており、十分な数の顧客がDNA修復酵素に喜んでお金を払ってくれるため、同社は高価格設定が可能となっている。「結局はすべてお金の問題です」と、DNAリニューアルの創設者で皮膚科医のロナルド・モイ氏は語る。米国皮膚科学会と米国皮膚外科学会の元会長であるモイ氏は、DNA修復酵素の有効性を示す証拠に惹かれ、独自のスキンケア製品ラインを立ち上げたという。「しかし、日焼け止めに酵素を配合するのはコストがかかります」

これらすべてを踏まえると、ヤロシュ氏がDNA修復酵素を日焼け止めに使うべきではないと考えていると知ったら、おそらく驚かれるでしょう。「日焼け止めは肌の表面に留まるものですが、DNA修復酵素は肌の表面に浸透するはずです。ある成分を表面に、別の成分を肌の下に届ける処方を作るのは難しいのです」と彼は言います。「私が本当に実現したいのは、まずDNA修復美容液を塗り、その上に日焼け止めを塗るというものです。」

ヤロシュ氏は、化粧品会社は両方を同時に実現する巧妙な方法を開発できるかもしれないと言う。もしかしたら、すでに開発されているかもしれない。しかし、さらなる研究がない限り、どの処方が最適か、ましてや手頃な価格の製品より数百パーセントも高い価格に見合うだけの価値があるものは何なのか、判断するのは不可能ではないにしても難しい。

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