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世界でも類のない「皮脂RNAモニタリング」技術、花王のパーソナライズサービス構想

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2020年11月21日、花王株式会社は皮脂から採取したRNAを網羅的に解析する独自技術「皮脂RNAモニタリング」を応用した、美容カウンセリングサービスのテスト運用を開始した。生まれながらの肌の性質を決定する不変のDNAではなく、さまざまな環境要因で変化するRNAをモニタリングし、そこにAI技術を組み合わせることで、外的要因や生活習慣などで日々変化する肌内部の状態を精度高く予測することが可能となる。新しいパーソナライズへのアプローチとして世界を独走する可能性を秘めたRNAモニタリング技術について、花王株式会社 生物科学研究所 大矢直樹氏と、同社 スキンケア研究所 天野恭子氏に話を聞いた。

皮脂RNAモニタリングで環境要因などで変化する肌状態を把握

「RNAモニタリング」とは、2018年11月に花王が発表した5つの革新的技術の1つで、皮脂のなかに存在する人のRNA(リボ核酸)を網羅的に分析する独自の技術だ。

RNAは、DNA情報にもとづき、酵素やホルモンをはじめとした体内でさまざまな働きをするタンパク質を生み出す元となる分子である。DNAは、その人固有のものとして一生変化しないのに対し、RNAは、体の部位や組織ごとに種類や量が異なるほか、その時の体調や環境によって日々変化する性質をもつ。DNA解析からスキンケアをパーソナライズするサービスは存在するが、DNAは生まれながら持つ肌の性質を捉えるのに対し、RNAはさまざまな環境要因で日々変化する肌状態を知るのに有用であるという点で、大きな違いがある。

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皮膚から採取可能な生体試料

しかし、皮膚のRNA情報を取得するためには、皮膚を外科的に切り取るなど侵襲性の高い生検が必要で気軽に採取できるものではなく、また、皮膚にはRNAを分解する酵素(RNase)が豊富に存在しているため、分析可能なRNAを皮膚から回収することは難しいと考えられてきた。

そこに突破口を開いたのが、長年、皮膚科学研究を続けてきた花王である。皮脂腺が皮脂を分泌する際に、細胞内の全成分をすべて放出する特殊な機構(全分泌機構)があることに着目。皮脂のなかには、脂質だけではなく、細胞内成分の1つであるRNAも含まれているのではないかと予測して研究を続けた結果、皮脂中にRNAが安定的に存在していることを発見した。

さらに、最先端の解析装置と解析方法を用いることで、皮脂中にある約1万3,000種のRNA発現情報を解析できる独自の技術「皮脂RNAモニタリング」を確立することに成功した。タンパク質解析では、可溶化の課題などもあり、RNAほどの網羅性を発揮することは難しい。

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RNAモニタリングの流れ

その後、肌状態と皮脂RNA情報の関連性について研究を進めるなかで、皮脂RNAが成人および乳幼児のアトピー性皮膚炎の症状と連動していること、皮脂RNAが月経周期や加齢に伴う体内の変化を反映することなどを確認し、学会などでも発表している。国立成育医療研究センターとは、生後6カ月以下の乳児を対象に、皮脂RNAおよび皮脂タンパク質を用いた早期発症型乳幼児アトピー性皮膚炎(AD)の研究に共同で取り組むなど、医療分野への応用も進められている。

「皮脂RNAモニタリングはあぶらとりフィルムで皮脂を採取するだけでサンプリングが完了するため、肌を傷つけることなく、乳幼児から大人まで誰からでも簡単にRNAを採取できる点が一番の長所だ。画像による肌分析では、肌内部の情報まで把握することは困難だが、RNAの変化を把握することができれば、肌内部にまで立脚した理論を構築することができる。そして、AI技術を組み合わせることで、肌内部の状態を精度高く予測し、将来の肌ダメージのリスク評価なども可能になってくる」(大矢氏)

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花王株式会社 生物科学研究所 大矢直樹氏(左)
同社 スキンケア研究所 天野恭子氏(右)

皮脂RNAモニタリング技術の実用化への取り組み

皮脂RNAモニタリング技術を応用した美容カウンセリングサービスの実現に向けて、花王は、2019年11月に株式会社Preferred Networksとの協働プロジェクトを始動した。皮脂RNAモニタリング技術で得られた情報に、Preferred Networksのもつ機械学習・深層学習などのAI技術を用いて高度な予測アルゴリズムを開発し、従来の肌測定や解析技術では把握できなかった肌内部の状態を予測するというものだ。

Preferred Networksを協働パートナーとして選定した理由について、大矢氏は「機械学習・深層学習技術において卓越した技術を持っている点と、バイオヘルスケア分野でのAI技術活用の経験がありスピード感をもって進めていける点、そしてなにより皮脂RNAモニタリング技術の将来性に共感してもらえたことにある」と説明する。

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花王とPreferred Networksの協働イメージ

第一弾として、約400名分の皮脂RNAデータと肌解析の実測値を教師データとして予測モデルを構築し、2020年11月からは、花王のビューティの情報発信基地である「BEAUTY BASE by Kao」(東京・銀座)で、皮脂RNAモニタリング技術を応用した美容カウンセリングサービスのテスト運用を開始した。

美容カウンセリングサービスのテスト運用でビッグデータを構築

美容カウンセリングサービスは、BEAUTY BASE by Kaoのパーソナルレッスンスタジオ利用者(1回2時間5,000円)で皮脂提供に同意したユーザーを対象に無料で提供しており(2021年2月現在、緊急事態宣言につき休止中)、皮脂採取後、約4週間程度で、皮脂RNAモニタリングの結果が自宅に郵送されるという流れになっている。

図 BeautyTech様-2

皮脂採取から結果郵送までの流れ

自宅に郵送されるカウンセリングシートには、皮脂RNAの解析とPreferred Networksの予測アルゴリズムを組み合わせて推定された肌のエイジングに関わる4項目が記載されている。

具体的には、角層の糖化タンパク質CMLを指標とした「肌の糖化レベル」、肌の紫外線感受性をあらわすバイオフォトンを指標とした「肌の紫外線ダメージの受けやすさ」、血中の抗酸化力と酸化状態を総合的に表すBAP/d-ROMs値を指標とした「体内の酸化レベル」、血中のストレスホルモンであるコルチゾールを指標とする「体内のストレスレベル」だ。

「とくに『体内の酸化レベル』『体内のストレスレベル』で使用する指標については、通常は血液分析を行わないと得られないものだが、皮脂RNAモニタリングにより、皮脂から数値を取得できるのが特徴だ」(天野氏)

それぞれの項目は、同年代100人中における順位として表示され、順位が低い2項目については、生活習慣やスキンケアの具体的なアドバイスが記載されている。

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郵送されるPersonal Data Sheetのイメージ

皮脂RNAモニタリングを用いた肌解析をより手軽に、定期的に受けることができるようになれば、環境要因や体調などで変化する肌内部の状態をより的確に把握できるようになるだけでなく、少し先の肌状態を予測し、先回りのケアや予防に役立てることができる。

今後は、皮脂RNAモニタリングの精度向上と、解析スピードを早めて短期間で結果を返却できるよう技術的な改善を進めると同時に、自宅で皮脂RNAを採取できるキット開発なども視野に入れているという。

皮脂RNAモニタリングを用いたパーソナライズサービスへの展望

海外では、DNA解析からパーソナライズスキンケアを提案するサービスが登場しているが、日々変化する肌状態を知るのに有用な皮脂RNAデータを活用した美容サービスを展開している企業は、現時点では存在しない。皮脂RNAモニタリング技術をもつ花王ならではのパーソナライズへのアプローチといえる。

解析可能なRNAは1万3,000種と変数が多く、膨大な数のパーソナライズパターンになりそうだが、天野氏は、「100人のユーザーがいたら、100通りのパーソナライズパターンを提案するのが最終ゴールではあるが、スキンケアだけではなく生活習慣へのアドバイスなども含めたトータルなソリューションとして提案していきたい。まずは皮脂RNAモニタリングで目には見えない肌内部状態を反映した肌タイプ分類を行うところからはじめ、段階的にパーソナライズの細分化を進めていく予定だ」と話す。

緊急事態宣言発令に伴い、BEAUTY BASE by Kaoのパーソナルレッスンスタジオは臨時休業を余儀なくされているが、大矢氏は「データ量が増えるほど予測精度は向上していくので、まずは本テスト運用を続け、データを蓄積していく。そして、ユーザーのフィードバックを取り入れながら、サービスとしてブラッシュアップしていき、数年以内にはなんらかのパーソナライズサービスの展開につなげていきたい」と展望を語った。

Text: 小野梨奈(Lina Ono)
画像提供:花王株式会社


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