JP2014513791A - スキンケア組成物用の化粧剤を同定するための方法 - Google Patents

スキンケア組成物用の化粧剤を同定するための方法 Download PDF

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Abstract

化粧剤と対象の皮膚組織の状態との間の機能的な関係を決定するための方法を提供する。また、皮膚の老化組織の状態に影響を及ぼす化粧剤を同定するための方法、並びに化粧組成物、パーソナルケア製品、又は両方の調製のための、かかる方法によって同定される薬剤の使用を提供する。

Description

関連性マッピングは、オペレーションズリサーチ、コンピュータネットワーク、及び電気通信の分野においてうまく適用される、よく知られている仮説生成及び検定ツールである。ヒトゲノムプロジェクトの着手及び完了、並びに細胞ｍＲＮＡ発現レベルの迅速かつ同時の量子化を可能にする、非常にハイスループットな高密度ＤＮＡマイクロアレイ技術の並行開発は、大量の遺伝子データベースの生成をもたらした。同時に、分子モデリング及びドッキング研究等の、コンピュータによる方法での新しい薬学的活性剤リサーチは、潜在的な小分子活性剤の巨大なライブラリの生成を促した。疾病を遺伝子プロファイルと、遺伝子プロファイルを薬物と、及び疾病を薬物と関連付ける情報量は、飛躍的に増加し、創薬科学における関連性マッピングの仮説検定ツールとしての用途は成熟した。
これまでに特性化されていない遺伝子に対して、機能性が正確に決定され得るという、及び薬剤の潜在的標的が、薬物処理細胞に対する遺伝子発現プロファイルのデータベースにおける関連性をマッピングすることによって同定され得るという一般的概念は、２０００年に、Ｔ．Ｒ．Ｈｕｇｈｅｓらによる影響力の大きい論文［「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｖｉａ ａ ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅｓ」Ｃｅｌｌ １０２，１０９〜１２６（２０００）］の発表、続いてその後間もなく、関連性マップの着手（Ｊｕｓｔｉｎ Ｌａｍｂ及びＭＩＴの研究者らによるマッププロジェクト（「Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｍａｐ：Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ ｔｏ Ｃｏｎｎｅｃｔ Ｓｍａｌｌ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｇｅｎｅｓ，ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ」，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ ３１３，２００６））によって主導された。２００６年、Ｌａｍｂのグループは、Ｃマップの機械的構造、及び第１世代Ｃマップを作成するために使用される、遺伝子発現プロファイルの参照コレクションの導入、及び現在進行中の大規模コミュニティＣマッププロジェクトの開始の詳細な概要を公開し始め、それは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｍａｇ．ｏｒｇ／ｃｏｎｔｅｎｔ／３１３／５７９５／１９２９／ｓｕｐｐｌ／ＤＣ１の「ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ」ハイパーリンクで入手可能である。
既知の関係と比較することによって、疾病と、疾病表現型と、その疾病表現型を修正するために採用される薬物との間の新規の関係を予測する基本的パラダイムは、臨床医による直観的科学として、何世紀にもわたって実施されてきた。現代の関連性マッピングは、その厳密な数学的基礎を有し、現代のコンピュータの能力によって支援されているが、癌を含む種々の疾病の治療用の新薬剤の同定で確立された医学的成功をもたらした。それにもかかわらず、ある特定の制限的仮定が、種々の、かつしばしば明らかに無関係の、細胞表現型の顕在を特徴とする、多遺伝子起源の疾病又は症候性状態に関して、Ｃマップの適用に異議を唱える。Ｌａｍｂによると、有用なＣマップの構築に対する課題は、クエリにおいて臨床的に顕著かつ有用な出力の生成を可能にする、入力参照データの選択にある。Ｌａｍｂの薬物関連Ｃマップに対して、強い関連性は、参照関連性を含み、強い関連性は、ヒットとして識別される所望の出力である。
自動増幅、ラベリングハイブリダイゼーション、及び１日に並行して９６のサンプルのスキャニングを可能にする、ハイスループットの効果、高密度のプロファイリングプラットフォームは認めるが、Ｌａｍｂは、それにもかかわらず、「これだけの火力でさえ、可能な全ての持続時間にわたって、可能な全ての濃度で、あらゆる既知の摂動因子（perturbagen）に曝露される、推定２００の異なる細胞型の１つ１つの分析を可能にするには不十分である．．．したがって、妥協案が必要とされる」（５４ページ、第３欄、最終段落）と警告した。したがって、Ｌａｍｂは、彼のＣマップを非常に少数の樹立細胞株からのデータに限定した。これは、インビトロ／インビボの不一致の可能性の増大をもたらし、情報を特定の細胞株の文脈に制限する。したがって、細胞株の選択は、結果として生じるＣマップの有用性に極めて重要であり得る。
Ｌａｍｂは、参照関連性が極めて慎重を期し、同時に、検出が困難である（弱い）場合に特に困難に直面すると強調し、Ｌａｍｂは、多数の拡散した関連性を最小限に抑えることを目的とする妥協案を採用した。薬物製品に対する規制方針が、意図される薬剤と病状との間の高度の特異性を必要とし、かつ関係のない関連性を最小限に抑えて、単一のタンパク質に影響を及ぼすことによる、疾患の調節が、薬学的活性剤の開発において所望であるため、ＬａｍｂのＣマップは、Ｌａｍｂの妥協案にもかかわらず、潜在的な医薬剤のスクリーニングによく適している。
したがって、Ｌａｍｂの関連性マッピングプロトコルは、化粧品の分野における仮説検定／生成に対する有用性があると予測されない。化粧品考案者は、複数の標的を調整すること、並びに複雑な表現型及び状態にわたって効果を有することが可能な薬剤又は薬剤の組成物を求める。更に、化粧剤の表現型影響は、薬剤が薬学的活性剤に対する規制方針の対象となることを避けるために、本質的に比較的低くなければならない。それにもかかわらず、影響は、消費者にとって知覚可能、かつ好ましくは、科学的方法によって実験的に確認可能でなければならない。化粧状態に対する遺伝子転写／発現プロファイルは、概して拡散しており、低〜中倍の差違を有する多くの遺伝子を含む。したがって、化粧剤は、細胞表現型に対してより多様な、かつそれほど急性ではない効果を提供し、確信のある仮説検定に有用な関連性マップの生成に適さないものとして、Ｌａｍｂによって教示される種類の関連性を生成する。
Ｌａｍｂの教示及び一般的な従来技術とは対照的に、本発明者らは、驚くべきことに、特にスキンケア化粧品に関して、有用な関連性マップが、化粧用活性剤−細胞表現型−遺伝子発現データの関連性から作成され得ることを発見した。具体的に、本発明のある特定の態様は、ヒト真皮線維芽細胞の関連細胞株としての選択が、紫外線損傷／紫外線老化皮膚の治療における化粧剤に関する仮説生成及び検定に有用な、関連性マップの構築をもたらした一方で、線維芽細胞及びケラチノサイト細胞の組み合わせが、本質的に老化した皮膚に最も好適のように思われたという驚くべき発見に基づく。皮膚は、極めて複雑な系であり、皮膚に対する老化状態の影響は、内因性であるか紫外線誘起であるかにかかわらず、拡散しており、十分には分かっていない。したがって、線維芽細胞若しくはケラチノサイト細胞、又はそれらの任意の組み合わせが、皮膚老化と関連する化粧用活性剤及び遺伝子に関する仮説を生成及び検定するのに効果的な関連性マップを構築するために使用され得ると予測することはできない。
皮膚は、生物と環境との間の相互作用境界を画定する保護被覆を提供する、複雑、多層、かつ動的な系である。皮膚は、体の中で最大の器官であり、我々の健康及び我々の自己イメージの両方にとって極めて重要である。図１に示すように、皮膚は、３つの主要な層、表皮、真皮、及び皮下脂肪層を含む。表皮中の細胞の大部分は、ケラチンと呼ばれるタンパク質ファミリーを産生するケラチノサイトである。ケラチンは、表皮の強度に寄与する。表皮自体は、角質層と称される最外層と、基底層と称される最内層を有する、複数の層に分けられ得る。全ての表皮細胞は、基底層から生じ、それらが徐々に角質層に向かって外側に移動するにつれて、分化として既知のプロセスを経るが、ここで、それらは、融合して扁平上皮層になり、最終的に脱落する。健康で正常な皮膚において、産生速度は、脱落（落屑）速度に等しい。
分化表皮細胞は、異なるが自然に混合された層を形成する。細胞が外側に移動するにつれて、それらは扁平になり、有棘層又は棘層を形成する有棘プロセスによって結合される。細胞は、スフィンゴリピドと呼ばれる特殊脂肪を製造し、最終分化と関連するケラチンを発現し始める。ケラチンが産生されると、それは、細胞マトリックスに組み込まれ、皮膚を強化し、外層に対する構造的支持体を提供する。細胞が更に外側に移動し、ケラチンの凝集に寄与するたんぱく質を含有する特有の顆粒を発生させると、それらはこの時点で、顆粒層の一部を形成する。細胞は、この層の外側部分においてそれらの細胞核を失い、顆粒は、角質化に寄与するそれらの含有物を放出する。脂質を含有する小胞は、細胞間の空間に排出され、れんが（細胞）及びモルタル（脂質）のように機能することが示唆されているバリア構造を作る。細胞が表皮の最外層である角質層（時に角質層（horny layer又はcornified layer）と呼ばれる）まで上がると、それらは、密集された扁平な円盤の形態を成す。角質細胞と呼ばれるこれらの扁平な細胞は、事実上死んでいる。表皮の脂質は、それらが、角質層が水分損失を調節するのを助け、一方で、環境に対する実質的に不透水性の疎水性バリアを提供するため、皮膚の健康の維持において重要な役割を果たす。完全に成熟したケラチノサイトは、皮膚を紫外線によるダメージから保護する働きをし、環境刺激への免疫反応をもたらすのを助ける。
真皮は、表皮のすぐ下にあるが、主にタンパク質コラーゲンで構成される。コラーゲンの大部分は、真皮に水平に広がり、基質と呼ばれるゼリー状物質に埋もれる束にまとめられる。コラーゲンは、真皮の重量の最大で７５％を占め、皮膚の回復力及び弾性に関与する。コラーゲン束は、真皮に広がる弾性線維によって結合される。線維は、エラスチンと呼ばれるタンパク質から構成され、真皮の重量の５％未満を占める。線維芽細胞は、コラーゲン及び真皮基質を合成する働きをし、成分である糖タンパク質及びグリコサミノグリカン、例えば、ヒアルロン酸（水と結合することが可能である）等を含む。表皮と真皮との間の接合部はまっすぐではなく波状であり、体のある領域においては他の領域よりも著しく波状である。釘脚と呼ばれる一連の指状の構造は、真皮から上方に突出し、同様の構造が、表皮から下方に突出する。これらの突出は、皮膚層間の接触領域を増加させ、表皮が剥がれることを防止するのに役立つ。皮膚が老化するにつれて、突出はより小さく、かつより扁平になる。表皮自体には血管がなく、釘脚からの拡散によって栄養が与えられるが、小血管の組織網が釘脚に広がり、栄養素、ビタミン、及び酸素を表皮に届ける。真皮はまた、毛包及び皮脂腺を含む毛包脂腺単位、アポクリン及びエクリン汗腺、リンパ管、神経、並びに機械感受性パチーニ小体及びマイスナー小体を含む、種々の感覚構造を含有する。
真皮の下には皮下組織があり、それは、筋肉及び骨等の下層組織からの真皮の衝撃を和らげる、皮下脂肪を含む。脂肪は、結合組織マトリックス中に組み込まれる脂肪細胞中に含有される。この層はまた、毛包が成長段階にある時に、それらを収納し得る。
したがって、皮膚は、多種多様な細胞型及び構造を含む、多層の複雑な器官であり、血管及びリンパ管、毛包脂腺単位、腺、神経、種々の感覚構造、皮下脂肪組織、及び皮下組織の下の弾性筋膜を有する表皮及び真皮結合組織を含む。次に、これらの構造は、多くの異なる細胞型で構成され、ケラチノサイト、メラニン細胞、神経内分泌メルケル細胞、皮脂腺細胞、線維芽細胞、内皮細胞、周皮細胞、ニューロン、含脂肪細胞、筋細胞、並びにランゲルハンス細胞、他の樹枝状細胞、Ｔ細胞、及び肥満細胞を含む、常在免疫細胞を含む。皮膚における主要な細胞系統のうちの２つは、広くは体の内膜並びに多くの器官及び腺の実質組織を形成する、上皮細胞と、結合組織、血管、及び筋肉を形成する、間葉細胞とである。真皮線維芽細胞は、間葉細胞であり、ケラチノサイトは、上皮細胞であり、それは、表皮の構造の大部分を含む。
皮膚老化は、同様に、機能的能力の障害をもたらす、修復されていない細胞及び組織損傷に起因する、複雑な多因子プロセスである。皮膚における老化プロセスは、何十年にもわたって生じる内因性及び外因性要因の両方の結果である。皮膚は、他の器官と同様の内因性老化プロセスの多くを受けるが、早期の皮膚老化又は紫外線老化の一因となる、重要な外因性要因である太陽放射にも曝される。潜在的に皮膚老化の一因となる別の重要な外因性要因は、喫煙である。寿命及び老化と関連する細胞経路及び遺伝子の同定による、老化プロセスの理解において、大きな進歩があった。テロメアの短縮化、核及びミトコンドリアＤＮＡにおける突然変異、ホルモン不足、並びに酸化ストレスに起因する細胞老化を含む、内因性老化を説明するために、いくつかの理論が提案された。反応性活性酸素種及び紫外線（ＵＶＲ）の直接的影響は、紫外線老化において重要な役割を果たすと思われる。一般的な老化の場合のように、皮膚老化の統合理解は深められていない。
皮膚の研究者らは、加齢による要因を内因性又は外因性のいずれかに分類したが、これらは相互依存的であり、例えば、外因性要因が内因性老化を加速させ得るという事実によって反映される。要因の複雑な相互作用の１つの例は、フリーラジカルを伴い、それらは、正常な代謝プロセスを通して内部で生成され、かつＵＶＲ曝露を含む外的要因の結果として産生される。加齢と関連する保護的内部酸化防止機構の低下の結果として、フリーラジカルは、細胞においてより高く、かつ持続的なレベルに達し得、皮膚におけるタンパク質及びＤＮＡの両方を変化させ得る。変性タンパク質及びＤＮＡのレベルは蓄積し、損傷を引き起こし得る。加えて、内部で生成されたフリーラジカルが、ＵＶＲ及び他の外的攻撃（界面活性剤、アレルゲン、及び他の刺激物）から生成されるものと組み合わされることによる、損傷の継続的蓄積は、二次的に慢性炎症状態を促進し得る。この慢性炎症は、皮膚の健康を危険にさらし、老化プロセスを加速させ得る。例えば、タンパク質分解酵素が産生され、コラーゲン分解を引き起こす。前炎症性メディエータ（例えば、プロスタグランジン、サイトカイン、ヒスタミン）の循環の上昇に起因する活性化炎症細胞は、核酸、細胞タンパク質、及び脂質に対する酸化的損傷を引き起こし得る、活性酸素種を産生する。活性酸素種によって引き起こされる蓄積された損傷は、紫外線老化及び紫外線発癌をもたらす、サイトカインカスケードの宿主を刺激し得る。これらの変化は、老化皮膚の外観に関係し得る。
小皺、皺、及びきめの外観に影響を及ぼし得る、内因性要因と外因性要因との間の複雑な相互作用に起因する他の変化は、以下を含む。
・表皮の厚さ、並びに表皮及び角質層の両方の細胞ターンオーバー速度が低下し、表皮分化が変化する。
・コラーゲン、エラスチン、及びグリコサミノグリカンを含む、主要な構造分子の量が減少するにつれて、真皮はより薄くなる。紫外線損傷した皮膚における弾性網状組織は、破壊され、凝集し、種々の構造タンパク質が、グリケーションによって修飾され得る。メタロプロテイナーゼ活性は、紫外線損傷した皮膚において増加し、コラーゲン及びエラスチンの分解に寄与する。
・真皮−表皮接合部の回旋（乳頭間***）は、加齢に伴い扁平化し、機械的強度の損失をもたらす。これはまた、真皮上層への微小循環の減少をもたらし、したがって、表皮への栄養の減少をもたらす。
・加齢に関係した細胞間及び細胞内シグナル伝達の変化は、コラーゲン合成の減少をもたらす。
・皮膚内のヒアルロン酸含有量の変化は、加齢に伴って生じる。ヒアルロン酸は、皮膚内の天然保湿剤であり、最大でその重量の１０００倍の水に結合する。加齢に関係した低下は、保湿及び堅さの低下をもたらす。
・ＡＴＰ及びＮＡＤＨを含む細胞内エネルギー源の減少は、皮膚細胞が若々しい皮膚生化学を維持する能力の低下をもたらし、それにより、皮膚が若々しい皮膚構造を維持及び修復する能力を低下させる。
・表皮において、エストロゲンの不足は、基礎ケラチノサイトの活性を鈍化させ、その結果として、表皮萎縮をもたらす。この萎縮性の脆弱な皮膚は、全ての人が年をとるにつれて経験する皮脂分泌の緩やかな減少のため、脂質の正常な表面膜によってあまり保護されない。角質層バリアは効果が低下し、皮膚は、特にスキンケアが不十分であったか、又は攻撃的過ぎたかの刺激に対して反応を起こし得る。
・角質層バリアを修復するのに必要な時間バリアは、加齢に伴い大幅に増加し、皮膚細胞の置換は、３０歳前後の人よりも７５歳の人に対して約２倍長くかかる。
これらの変化は、皮膚の弾性、堅さ、及び構造を低下させ得、崩壊及び不整の範囲に寄与し、最終的には、小皺、皺、きめの問題を生じさせる。
ケラチン組織等、皮膚組織の健康及び／又は外見の改善を目的とする、消費者が入手できる多くのスキンケア製品がある。かかる製品の多くは、皮膚の老化及び環境による損傷のうちの一方又は両方と典型的に関連する変化の遅延、最小限化、又は排除さえを目的とする。かかる製品は、ケラチン組織の健康及び／又は外見の改善に有用なことが既知である、多くの化粧剤のうちの１つ以上を含んでもよい。多くのかかる薬剤が既知であるが、皮膚組織に新しい、又は改善された効果を提供することができる、化粧剤を同定する必要性が引き続き存在する。また、既存製品と比較して同様の、又は改善された効果を提供するが、配合、製造、及び／又は市販がより容易である、更なる化粧剤を同定する必要性がある。
抗老化化粧剤の成功した同定は、数十年の間に皮膚において生じる、多細胞、多因子プロセスが原因で困難であることが判明している。加えて、多くの所望の化粧剤は、十分に理解され得ていない効果及び相互作用を有する化合物の混合物を含み得る。これは、多くの細胞／経路に影響を及ぼし得る、植物又は他の天然抽出物によく当てはまる。化粧品考案者の更なる課題は、化粧品が非常に安全でなければならず、副作用は概して容認可能ではないことである。更に、皮膚老化に関して既知であるものが多くある一方で、なおもほとんど理解されていないか、又は知られていないものも多くある。潜在的化粧剤への生物学的応答の従来のインビトロ研究は、所望の結果をもたらす薬剤が同定され、次の試験段階に移され得る前に、種々の細胞型における何百又は何千もの潜在的薬剤の試験を伴う。しかしながら、かかる研究は、典型的に化粧剤によって誘発及び／又は誘起される、複雑な、又は弱く検出される応答によって妨げられ得る。かかる弱い応答は、１つには、多数の遺伝子及び遺伝子産物が関与するという理由で生じ、化粧剤は、複数の方法で複数の遺伝子に影響を及ぼし得る。更に、化粧剤の生物活性の程度は、各遺伝子に対して異なり、定量化することが困難であり得る。
例えば、ナイアシンアミドは、改善されたバリア機能及び抗炎症活性等、皮膚への効果をもたらす、よく知られている化粧剤である。ナイアシンアミドは、ＮＡＤＨの前駆体であり、細胞代謝において１００を超える反応に関与する。特異性に対して選択され、体の構造及び機能への測定可能な効果を有することを目的とする薬剤とは対照的に、化粧剤は、外見への効果に対して選択され、測定可能な程度まで、体の構造及び機能に効果をもたらさない場合がある。化粧剤は、細胞表現型への効果に関して非特異的である傾向があり、体への投与は概して、身体面上又は付近への適用に限られる。
老化した皮膚、遺伝子発現摂動、及び化粧剤の作用等、化粧品の表現型の間の機能的関連性を発見するための関連性マップ方法の値は、薬物ベースのＣマップの前駆細胞（progenor）によって反対指示される。関連表現型は非常に複雑であり、遺伝子摂動は多数であり弱く、化粧剤作用は同様に拡散しており、本質的に比較的弱い。統計学的に有効なデータが化粧品Ｃマップから生成され得るかどうかは不明であり、更に、顕著又は検出可能な化粧品データを提供し得る細胞株が存在するかどうかも不明である。
驚くべきことに、本発明者らは、一般化が可能であり、潜在的化粧用活性剤の同定に生物学的に適切である、Ｃマップ方法を提供し、Ｃマップ概念が、参照データにクエリを行うためのベンチマーク化粧用活性剤の使用によって、かつ新しい化粧用活性剤の同定によって実行可能であることを証明する。
Ｔ．Ｒ．Ｈｕｇｈｅｓらによる影響力の大きい論文［「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｖｉａ ａ ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅｓ」Ｃｅｌｌ １０２，１０９〜１２６（２０００）］ 関連性マップの着手（Ｊｕｓｔｉｎ Ｌａｍｂ及びＭＩＴの研究者らによるマッププロジェクト（「Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｍａｐ：Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ ｔｏ Ｃｏｎｎｅｃｔ Ｓｍａｌｌ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｇｅｎｅｓ，ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ」，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ ３１３，２００６））
したがって、本発明は、老化及び紫外線損傷した皮膚の治療用の潜在的な新しい活性剤を生成するために有用な、新規の方法を提供する。具体的に、細胞型の注意深い選択によって、かつ既知の化粧用活性剤に対する遺伝子発現プロファイルの参照コレクションの生成によって、本発明者らは、驚くべきことに、化粧用活性剤及び化粧状態に関する仮説の検証及び生成に有用な、関連性マップを作成することができた。本治験責任医師らは、老化及び紫外線損傷した皮膚の治療に有効な化粧剤を同定するためのツールとして、関連性マッピングの有効性を確認した。潜在的に有効な化粧剤は、単純な細胞培養系の短期間のインビトロ実験と比較された、多細胞、全層のヒト皮膚生検から得られる遺伝子発現シグネチャーを使用して同定された。線維芽細胞株が、ある皮膚老化遺伝子発現シグネチャー（例えば、紫外線老化遺伝子発現シグネチャー）での使用に対して特に断定的であるように思われ、一方で、線維芽細胞及びケラチノサイト細胞株の組み合わせが、他の皮膚の老化状態（例えば、本質的に老化した皮膚）に対してより断定的であるように思われるという、直観に反した、かつ驚くべき発見に基づき、本発明は、所望の治療標的に特異的に適した方法及びシステムを提供する。
本発明者らは、特に、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーが、経時的又は本質的に老化した皮膚の全層生検から得られる場合、関連性マップで使用するための特異的な紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーを得ることが可能であると発見した。本発明者らはまた、驚くべきことに、有用な化粧用スキンケア薬剤を同定するために、関連性マップにおいて複数の特異的な皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを利用する方法を発見した。
本発明は、対象となる皮膚の老化組織の状態と１つ以上の化粧剤との間の関連性、皮膚の老化組織の状態と関連する１つ以上の遺伝子、及び皮膚の老化組織の状態と関連する１つ以上の細胞を決定するための、方法及びシステムを広く含む実施形態を提供する。かかる方法は、対象となる皮膚の老化状態と関連する生物学的プロセスの機構、かかる状態と関連する遺伝子の全て、及びかかる状態と関連する細胞型の詳細な知識なしで、化粧剤を同定するために使用され得る。
本発明の一実施形態によると、１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性の同定で使用するための、データアーキテクチャを構築するための方法が提供される。本方法は、（ａ）対照ヒト真皮線維芽細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、（ｂ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒト真皮線維芽細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、（ｃ）（ａ）及び（ｂ）の遺伝子発現プロファイルと比較することによって、少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、（ｄ）差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、識別子が、遺伝子の差次的発現に従って順序付けられる、工程と、（ｅ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、線維芽細胞インスタンスとして、順序付きリストを記憶する工程と、（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことによって、記憶された線維芽細胞インスタンスのデータアーキテクチャを構築する工程であって、工程（ａ）の少なくとも１つの摂動因子が、各線維芽細胞インスタンスに対して異なる、工程と、を含む。別の実施形態では、本方法は、（ｇ）対照ヒトケラチノサイト細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、（ｈ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒトケラチノサイト細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、（ｉ）（ｇ）及び（ｈ）の遺伝子発現プロファイルと比較することによって、少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、（ｊ）差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、識別子が、（ｉ）において同定される遺伝子の差次的発現に従って順序付けられる、工程と、（ｋ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、ケラチノサイトインスタンスとして、工程（ｊ）において作成される順序付きリストを記憶する工程と、（ｌ）（ｇ）〜（ｋ）を繰り返すことによって、記憶されたケラチノサイトインスタンスのデータアーキテクチャを構築する工程であって、工程（ｈ）の少なくとも１つの摂動因子が、各ケラチノサイトインスタンスに対して異なる、工程と、を更に必要とする。
他の実施形態は、本発明の方法が、老化した皮膚の治療に有効な化粧剤を同定するのに有用な関連性を生成するために実施されることを規定する。一実施形態によると、本方法は、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーでデータアーキテクチャにクエリを行う工程を含み、クエリを行う工程は、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、記憶されたインスタンスのデータアーキテクチャにおける各インスタンスと比較する工程を含み、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーは、少なくとも１つの皮膚の老化状態と関連して差次的に発現した遺伝子を表す。皮膚の老化状態の例としては、概して年齢に依存する内因性皮膚老化の状態、及び皮膚が紫外線に曝露される外因性皮膚老化の形態である、紫外線によって老化した皮膚状態が挙げられる。
更なる実施形態は、１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性を同定することによって、スキンケア組成物を配合するための方法を提供する。本方法は、（ａ）データアーキテクチャに記憶される複数のインスタンスにアクセスする工程であって、各インスタンスが、摂動因子及び皮膚細胞型と関連し、各インスタンスが、複数の上方制御された、及び複数の下方制御された遺伝子を表す複数の識別子を含む、順序付きリストを含む、工程と、（ｂ）データアーキテクチャに記憶される、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーにアクセスする工程であって、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、皮膚の老化状態と関連する複数の上方制御された遺伝子及び複数の下方制御された遺伝子を表す複数の識別子を含む、１つ以上のリストを含む、工程と、を含む。一実施形態によると、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーは、表Ａ及びＣに記載される上方制御された遺伝子、並びに表Ｂ及びＤに記載される下方制御された遺伝子から選択される。更なる特定の実施形態では、上方制御された遺伝子のうちの約２５〜１００％が、表Ａ又はＣに記載される遺伝子から選択され、下方制御された遺伝子のうちの約２５〜１００％が、表Ｂ及びＤに記載される遺伝子から選択され、（ｃ）少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、複数のインスタンスと比較する工程であって、この比較が、遺伝子発現シグネチャーリスト中の各識別子を、複数のインスタンスのそれぞれに対する順序付きリスト中の同一の識別子の位置と比較する、工程と、（ｄ）複数のインスタンスのそれぞれに関連性スコアを割り当てる工程であって、各インスタンスの関連性スコアが、インスタンスの順序付きリストによって表される遺伝子発現プロファイルが、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーとどれほど強く相関するかを表す、工程と、（ｅ）皮膚科学的に許容可能な担体及び少なくとも１つの摂動因子を含む、スキンケア組成物を配合する工程であって、少なくとも１つの摂動因子と関連するインスタンスの関連性スコアが、負相関又は関連性スコアを有する、工程と、を含む。
他の実施形態では、１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性の同定で使用するための、遺伝子発現シグネチャーを生成するための方法が提供される。特定の実施形態では、本方法は、（ａ）ヒト皮膚細胞の参照サンプルに対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、（ｂ）少なくとも１つの皮膚の老化状態を示す対象からのヒト皮膚細胞の少なくとも１つのサンプルに対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、（ｃ）（ａ）及び（ｂ）において差次的に発現した遺伝子のセットを含む、遺伝子発現シグネチャーを決定するために、（ａ）及び（ｂ）の発現プロファイルを比較する工程と、（ｄ）１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを作成するために、遺伝子発現シグネチャーを構成する各遺伝子に、識別子を割り当て、差次的発現の規模に従って、識別子を順序付ける工程と、（ｅ）データアーキテクチャに、遺伝子発現シグネチャーリストを記憶する工程と、を含む。
１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性を同定するのに有用なシステムもまた、提供される。一実施形態によると、本システムは、（ａ）複数のインスタンスと、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーとをその中に記憶している、データアーキテクチャであって、インスタンス及び遺伝子発現シグネチャーが、ヒト真皮線維芽細胞から得られ、各インスタンスが、差次的に発現した遺伝子のランク付けられた識別子のインスタンスリストを含み、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、皮膚の老化状態と関連する差次的に発現した遺伝子を表す識別子の１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを含む、データアーキテクチャと、（ｂ）プログラム可能コンピュータに以下：（ｉ）データアーキテクチャに記憶される、複数のインスタンス及び少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーにアクセスする工程と、（ｉｉ）少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、複数のインスタンスと比較する工程であって、この比較が、遺伝子発現シグネチャーリスト中の各識別子を、複数のインスタンスのそれぞれに対するインスタンスリスト中の同一の識別子の位置と比較する、工程、（ｉｉｉ）複数のインスタンスのそれぞれに、関連性スコアを割り当てる工程であって、各インスタンスの関連性スコアが、インスタンスの順序付きリストによって表される遺伝子発現プロファイルが、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーとどれほど強く相関するかを表す、工程、のうちの１つ以上を実行させる、プログラム可能コンピュータと、を備える。他の実施形態では、本システムは、ヒト真皮線維芽細胞及び／又はヒトケラチノサイト細胞を含むサンプルを受容するための、マイクロアレイスキャナーと、スキャナーから第１のプログラム可能コンピュータに、遺伝子発現データを伝送するための、第２のプログラム可能コンピュータと、を備えてもよい。
他の態様では、本発明は、当該技術分野において既知の種々の形態で明らかに存在し得る、本発明の遺伝子発現シグネチャーを提供する。例えば、遺伝子発現シグネチャーは、固定化オリゴヌクレオチドのセットとして存在してもよく、各オリゴヌクレオチドは、シグネチャーにおける遺伝子の領域を同定するヌクレオチド配列に特異的にハイブリッド形成する。特定の実施形態では、表Ｅに記載される遺伝子から選択される遺伝子からなる、本質的に老化した皮膚に対する遺伝子発現シグネチャーが提供される。別の特定の実施形態では、表Ｆに記載される遺伝子から選択される遺伝子からなる、紫外線によって老化した皮膚に対する遺伝子発現シグネチャーが提供される。表中の「記載される遺伝子」は、遺伝子を指定する遺伝子識別子を指すこと、及び本明細書に記載される遺伝子シグネチャーは、遺伝子識別子に従って記載されることを理解されたい。
更に別の実施形態によると、本発明のデータアーキテクチャを備えるコンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータ可読媒体は、それぞれのスプレッドシート、ワープロ、又はデータベースコンピュータプログラムによって読まれることが好適な、スプレッドシートファイル形式、ワープロファイル形式、又はデータベースファイル形式で記憶される、第１のデジタルファイルを含み、第１のデジタルファイルは、それぞれのスプレッドシート、ワープロ、又はデータベースコンピュータプログラムによって読まれる時に、複数の識別子を含む、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを提供するように配列されるデータを含み、各識別子は、表Ｅに記載される遺伝子を表す、マイクロアレイプローブセットＩＤ、ヒト遺伝子名、ヒト遺伝子記号、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、遺伝子発現シグネチャーリストは、約５０〜約６００の識別子を含む。
本発明のこれらの、及び更なる目的、実施形態、及び態様は、図面及び以下の［発明を実施するための最良の形態］を参照することによって、明らかとなるであろう。
表皮、真皮、及び皮下皮膚層の概略図。 本発明での使用に好適なコンピュータシステムの概略図。 図２のコンピュータシステムのコンピュータ可読媒体と関連する、インスタンスの概略図。 本発明での使用に好適なプログラム可能コンピュータの概略図。 インスタンスを生成するための例示のシステムの概略図。 リスト間に正相関のある、遺伝子発現シグネチャーとインスタンスとの間の比較の概略図。 リスト間に負相関のある、遺伝子発現シグネチャーとインスタンスとの間の比較の概略図。 リスト間に中立的相関のある、遺伝子発現シグネチャーとインスタンスとの間の比較の概略図。 Ａ：６時間、０．１％ ＤＭＳＯで処理された、テロメル化ケラチノサイト（溶媒対照）、Ｂ：６時間、ＤＭＳＯ中の１０μＭのオールトランス型レチノイン酸（ｔＲＡ）で処理された、テロメル化ケラチノサイト、Ｃ：６時間、０．１％ ＤＭＳＯで処理された、ＢＪ線維芽細胞（溶媒対照）、及びＤ：６時間、ＤＭＳＯ中の１０μＭのｔＲＡで処理された、ＢＪ線維芽細胞、の形態を示す図。これにおいて、対照ケラチノサイトは、敷石状形態を有することが観察され、対照線維芽細胞は、細長い形態を有することが観察され、１０μＭのｔＲＡでの処理は、ケラチノサイトにおける劇的な形態学的変化を引き起こしたが（Ａと比較したＢ）、線維芽細胞への明らかな形態学的効果はなかった（Ｃと比較したＤ）。
本発明は、本発明の特定の実施形態を時折参照して本明細書に記載される。しかしながら、本発明が異なる形態で実施されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、本開示が徹底された完全な物であり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように、これらの実施形態が提供される。
表Ａ〜Ｊは、大規模テーブルデータ提出ガイドラインに従って、．ｔｘｔファイルとしてここに提出される。．ｔｘｔファイル形式の表Ａ〜Ｊは、この参照によって全体として本明細書に組み込まれる。表Ａは、皮膚の内因性老化状態に反応して上方制御された遺伝子に対する、３００の識別子の表である。表Ｂは、皮膚の内因性老化状態に反応して下方制御された遺伝子に対する、３００の識別子の表である。表Ｃは、皮膚の紫外線老化状態に反応して上方制御された遺伝子に対する、３００の識別子の表である。表Ｄは、皮膚の紫外線老化状態に反応して下方制御された遺伝子に対する、３００の識別子の表である。表Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、例示のインスタンスを反映し、ヒト真皮線維芽細胞の、摂動因子チョウセンアザミ（アーティチョーク）葉抽出物への曝露に反応して、ＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップモデルＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０で２２，２１４のプローブセットによってプロファイリングされる、例示の数の高、中、及び低とランク付けられた遺伝子に対する、識別子（チッププローブセットＩＤ）のランク付きリストを含む（インスタンスＣＭＰ＿６２＿１３）。表Ｆは、本発明のある特定の実施形態による、例示のインスタンスを反映し、ヒトケラチノサイト細胞の、摂動因子アーティチョーク葉抽出物への曝露に反応して、ＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップモデルＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０で２２，２１４のプローブセットによってプロファイリングされる、例示の数の高、中、及び低とランク付けられた遺伝子に対する、識別子（チッププローブセットＩＤ）のランク付きリストを含む（インスタンスＣＭＰ＿６２＿１３）。表Ｇは、本発明のある特定の実施形態による、例示のインスタンスを反映し、ヒト真皮線維芽細胞の、摂動因子イナゴマメ葉抽出物への曝露に反応して、ＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップモデルＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０で２２，２１４のプローブセットによってプロファイリングされる、例示の数の高、中、及び低とランク付けられた遺伝子に対する、識別子（チッププローブセットＩＤ）のランク付きリストを含む（インスタンスＣＭＰ＿６２＿２４）。表Ｈは、本発明のある特定の実施形態による、例示のインスタンスを反映し、ヒトケラチノサイト細胞の、摂動因子イナゴマメ葉抽出物への曝露に反応して、ＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップモデルＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０で２２，２１４のプローブセットによってプロファイリングされる、例示の数の高、中、及び低とランク付けられた遺伝子に対する、識別子（チッププローブセットＩＤ）のランク付きリストを含む（インスタンスＣＭＰ＿６１＿２３）。表Ｉは、上方制御されたシグネチャー３、紫外線老化状態下で上方制御され、線維芽細胞に対して最適化された遺伝子のセットに対する識別子のリストである。表Ｊは、下方制御されたシグネチャー３、紫外線老化状態下で下方制御され、線維芽細胞に対して最適化された遺伝子のセットに対する識別子のリストである。
特に定義しない限り、本明細書で用いる技術的及び科学的用語は、本発明の属する分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明の明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明するためのみであり、本発明を制限することを目的としていない。本発明の明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他の意味を示さない限り、同様に複数形を含むものとする。
本明細書で交換可能に使用される用語「関連性マップ」及び「Ｃマップ」は、細胞表現型又は化粧状態、遺伝子発現と、化粧用活性剤等の摂動因子との間の関連性を同定するためのデバイス、システム、製造物品、及び方法を広く指す。
本明細書で使用するとき、用語「化粧剤」とは、哺乳動物の体又はその任意の部分に擦り込まれる、注がれる、振りかけられる、噴霧される、導入される、又は別様に適用されることが意図されている、任意の物質、同様にその任意の構成成分を意味する。化粧剤としては、米国食品医薬品局によって一般に安全と認められる（ＧＲＡＳ）物質、食品添加物、及び市販薬を含む非化粧用消費者製品で使用される物質が挙げられ得る。いくつかの実施形態では、化粧剤は、皮膚への局所適用に好適な皮膚科学的に許容可能な担体を含む、化粧組成物に組み込まれてもよい。化粧剤としては、（ｉ）皮膚組織に少なくとも１つの効果（正又は負）を誘発又は誘起することが既知である、化学物質、化合物、小若しくは大分子、抽出物、製剤、又はそれらの組み合わせ、（ｉｉ）皮膚組織に少なくとも１つの効果（正又は負）を誘発又は誘起することが既知であり、提供された方法及びシステムを使用して、皮膚組織に少なくとも１つのこれまで知られていなかった効果（正又は負）を誘発又は誘起することが発見される、化学物質、化合物、小分子、抽出物、製剤、又はそれらの組み合わせ、並びに（ｉｉｉ）皮膚組織に効果を有することが知られておらず、提供された方法及びシステムを使用して、皮膚組織に効果を誘発又は誘起することが発見される、化学物質、化合物、小分子、抽出物、製剤、又はそれらの組み合わせ、が挙げられるがこれらに限定されない。
化粧剤又は美容上作用可能な物質のいくつかの例は、米国の国立衛生研究所と関連するＰｕｂＣｈｅｍデータベース（ｈｔｔｐ：／／ｐｕｂｃｈｅｍ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ）；パーソナルケア製品協議会の成分データベース（ｈｔｔｐ：／／ｏｎｌｉｎｅ．ｐｅｒｓｏｎａｌｃａｒｅｃｏｕｎｃｉｌ．ｏｒｇ／ｊｓｐ／Ｈｏｍｅ．ｊｓｐ）；及びパーソナルケア製品協議会発行の２０１０年、国際化粧品成分表示名称事典第１３版；ＥＵ化粧品原料リスト；日本化粧品原料リスト；パーソナルケア製品協議会、ＳｋｉｎＤｅｅｐデータベース（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｓｍｅｔｉｃｓｄａｔａｂａｓｅ．ｃｏｍ）；ＦＤＡに認可された賦形剤リスト；ＦＤＡ ＯＴＣリスト；日本医薬部外品リスト；ＵＳ ＦＤＡ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ Ａｄｄｅｄ ｔｏ Ｆｏｏｄデータベース；ＥＵ食品添加物リスト；日本既存添加物、香料ＧＲＡＳリスト；米国ＦＤＡのＧＲＡＳ物質に関する特別委員会；米国家庭用品データベース；グローバル・ニュー・プロダクツ・データベース（ＧＮＰＤ）パーソナルケア、ヘルスケア、食品／飲料／ペット、及び家庭用品データベース（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｎｐｄ．ｃｏｍ）；並びに化粧品成分及び植物のサプライヤーから見つけることができる。
化粧剤の他の非限定的な例としては、植物（植物の根、幹の皮、葉、種、又は果実のうちの１つ以上から得られ得る）が挙げられる。１つ以上の溶剤を使用して、植物バイオマス（例えば、根、茎、皮、葉等）から抽出され得る植物もある。植物は、化合物の複合混合物を含んでもよく、異なる活性成分を欠いてもよい。化粧剤の別のカテゴリーは、ビタミン化合物及び誘導体、並びにそれらの組み合わせ、例えば、ビタミンＢ３化合物、ビタミンＢ５化合物、ビタミンＢ６化合物、ビタミンＢ９化合物、ビタミンＡ化合物、ビタミンＣ化合物、ビタミンＥ化合物、並びにそれらの誘導体及び組み合わせ（例えば、レチノール、レチニルエステル、ナイアシンアミド、葉酸、パンテノール、アスコルビン酸、トコフェロール、及び酢酸トコフェロール）である。化粧剤の他の非限定的な例としては、糖アミン、植物ステロール、ヘキサミジン、ヒドロキシ酸、セラミド、アミノ酸、及びポリオールが挙げられる。
用語「遺伝子発現シグネチャー（gene expression signature）」及び「遺伝子発現シグネチャー（gene-expression signature）」は、皮膚組織の状態又は皮膚薬剤を代表する遺伝子の合理的に得られたリスト又は複数のリストを指す。特定の文脈において、皮膚薬剤は、ベンチマーク皮膚薬剤又は潜在的皮膚薬剤であってもよい。したがって、遺伝子発現シグネチャーは、皮膚組織に対して対象となる表現型のプロキシとしての役割を果たし得る。遺伝子発現シグネチャーは、正常又は対照状態と比較して、発現が増加した（上方制御された）、発現が減少した（下方制御された）、及びそれらの組み合わせの遺伝子を含んでもよい。概して、修飾された細胞表現型に対する遺伝子発現シグネチャーは、細胞表現型よりも修飾された細胞表現型において差次的に発現した遺伝子のセットとして記載され得る。遺伝子発現シグネチャーは、インビトロ試験、インビボ試験、及びそれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない、種々のデータソースから得られ得る。いくつかの実施形態では、遺伝子発現シグネチャーは、対象となる状態の複数の上方制御された遺伝子を代表する、第１のリストと、対象となる状態の複数の下方制御された遺伝子を代表する、第２のリストとを含んでもよい。
本明細書で使用するとき、用語「ベンチマーク皮膚薬剤」は、皮膚組織に優位効果（正又は負）を誘発又は誘起することが既知である、任意の化学物質、化合物、小若しくは大分子、抽出物、製剤、又はそれらの組み合わせを指す。ベンチマーク皮膚薬剤の非限定的な例としては、ナイアシンアミド、トランス−レチノイン酸、及びヘキサミジンが挙げられる。
本明細書で使用するとき、用語「クエリ」は、関連性マップへの入力として使用され、かつ複数のインスタンスが比較される、データを指す。クエリは、皮膚の老化状態及びベンチマーク皮膚薬剤のうちの一方又は両方と関連する、遺伝子発現シグネチャーを含んでもよい。
本明細書で使用するとき、用語「インスタンス」は、皮膚細胞に摂動因子が投与される、遺伝子発現プロファイリング実験からのデータを指す。いくつかの実施形態では、データは、遺伝子発現プロファイリング実験の一部である遺伝子を表す、識別子のリストを含む。識別子は、遺伝子名、遺伝子記号、マイクロアレイプローブセットＩＤ、又は任意の他の識別子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、インスタンスは、マイクロアレイ実験からのデータを含んでもよく、対照と比較したそれらの差次的発現の程度によって順序付けられる、マイクロアレイのプローブセットＩＤのリストを含む。データはまた、摂動因子、遺伝子発現プロファイリング試験条件、皮膚細胞、及びマイクロアレイのうちの１つ以上に関するデータが挙げられるがこれらに限定されない、メタデータを含んでもよい。
本明細書で使用するとき、用語「ケラチン組織」は、皮膚、毛髪、爪、表皮、角、鉤爪、くちばし、蹄等が挙げられるがこれらに限定されない、哺乳類の最も外側の保護被覆として配置されるケラチン含有層のことを指す。皮膚に関して、該用語は、部分的にケラチン組織を含む、真皮、皮下、及び表皮層のうちの１つ又は全部を指す。
本明細書で使用するとき、用語「皮膚老化」は、遺伝子の発現若しくは抑制、環境要因（例えば、日光曝露、ＵＶＡ、及び／若しくはＵＶＢ曝露、喫煙）、内因性要因（例えば、内因性フリーラジカル産生若しくは細胞老化）、又は小皺及び／若しくは皺、乾燥皮膚、炎症した皮膚、きめの粗い皮膚、血色の悪い皮膚、毛細血管拡張症、たるんだ皮膚、大きくなった毛穴、及びそれらの組み合わせのうちの１つ以上をもたらす、その間の相互作用に起因する、ヒト皮膚組織の状態を指す。
本明細書で使用するとき、用語「摂動因子」は、本発明で使用するための遺伝子発現データを生成するために、遺伝子発現プロファイリング実験において課題として使用されるどんなものをも意味する。いくつかの実施形態では、摂動因子は、線維芽細胞及び／又はケラチノサイト細胞に適用され、遺伝子発現プロファイリング実験から得られる遺伝子発現データは、データアーキテクチャにインスタンスとして記憶されてもよい。遺伝子発現データを生成するために使用される、任意の物質、化学物質、化合物、活性物質、天然産物、抽出物、薬物（例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ ＬＯＰＡＣ（薬理活性化合物ライブラリ）コレクション）、小分子、及びそれらの組み合わせが、摂動因子であり得る。摂動因子はまた、差次的遺伝子発現データを生成するために使用される任意の他の刺激であってもよい。例えば、摂動因子はまた、紫外線、熱、浸透圧ストレス、ｐＨ、微生物、ウイルス、及び低分子干渉ＲＮＡであってもよい。摂動因子は、任意の化粧剤であってもよいが、そうである必要はない。
本明細書で使用するとき、用語「皮膚科学的に許容できる」とは、記載される組成物又は構成成分がヒト皮膚組織と接触した使用に好適であることを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「コンピュータ可読媒体」は、任意の電子記憶媒体を指し、コンピュータ可読命令、データ及びデータ構造、デジタルファイル、ソフトウェアプログラム及びアプリケーション、又は他のデジタル情報等の情報の記憶のための任意の方法又は技術に実装される、任意の揮発性、不揮発性、取り外し可能な、及び取り外しができない媒体が挙げられるがこれらに限定されない。コンピュータ可読媒体としては、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、ダイレクトＲＡＭバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ディスク、搬送波、及びメモリスティックが挙げられるがこれらに限定されない。揮発性メモリの例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、及びダイレクトＲＡＭバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）が挙げられるがこれらに限定されない。非揮発性メモリの例としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、及び電気的消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）が挙げられるがこれらに限定されない。メモリは、プロセス及び／又はデータを記憶することができる。更に他のコンピュータ可読媒体としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｚｉｐドライブ、フラッシュメモリカード、メモリスティック、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ記録可能ドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ）、ＣＤ書換可能ドライブ（ＣＤ−ＲＷドライブ）、及びデジタル多用途ＲＯＭドライブ（ＤＶＤ ＲＯＭ）が挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なディスク媒体が挙げられる。
本明細書で使用するとき、用語「ソフトウェア」及び「ソフトウェアアプリケーション」は、コンピュータデバイス又は他の電子デバイスに機能、作業を実施させる、及び／又は所望の方法で挙動させる、１つ以上のコンピュータ可読及び／又は実行可能命令を指す。命令は、ルーチン、アルゴリズム、モジュール、ライブラリ、方法、及び／又はプログラムのような１つ以上の種々の形態で具現化されてもよい。ソフトウェアは、種々の実行可能及び／又はロード可能な形態で実装されてもよく、１つのコンピュータ構成要素に位置してもよく、並びに／又は２つ以上の通信、協調、及び／若しくは並列処理コンピュータ構成要素の間で分散されてもよく、したがって、順次、並列、及び他の方法でロード及び／又は実行され得る。ソフトウェアは、１つ以上のコンピュータ可読媒体上で記憶され得、全部又は一部において、本発明の方法及び機能性を実施してもよい。
本明細書で使用するとき、用語「内因性老化遺伝子発現シグネチャー」は、内因性老化皮膚状態の遺伝子発現プロファイリングから得られる、遺伝子発現シグネチャーを指す。
本明細書で使用するとき、用語「内因性老化皮膚状態」は、全部又は一部において、皮膚の経時的老化から生じる、皮膚の老化状態を指す。
本明細書で使用するとき、用語「紫外線老化皮膚状態」は、全部又は一部において、日光及び／又は紫外線（例えば、ＵＶＲ、ＵＶＡ、ＵＶＢ、及び／又はＵＶＣ）への曝露から生じる、皮膚の老化状態を指す。
本明細書で使用するとき、用語「紫外線老化遺伝子発現シグネチャー」は、紫外線老化皮膚状態の遺伝子発現プロファイリングから得られる、遺伝子発現シグネチャーを指す。
本明細書で使用するとき、用語「関連性スコア」は、インスタンスがクエリと相関する程度を表す、得られた値を指す。
本明細書で使用するとき、用語「データアーキテクチャ」は概して、データの整理されたコレクションを含む、１つ以上のデジタルデータ構造を指す。いくつかの実施形態では、デジタルデータ構造は、コンピュータ可読媒体上に、デジタルファイル（例えば、スプレッドシートファイル、テキストファイル、ワープロファイル、データベースファイル等）として記憶され得る。いくつかの実施形態では、データアーキテクチャは、データベース中に記憶されるデータ（例えば、インスタンス及び遺伝子発現シグネチャー）にアクセスし、データを整理し、かつデータを選択するために使用される、データベース管理システム（ＤＢＭＳ）によって管理されてもよい、データベースの形態で提供される。
本明細書で使用するとき、用語「遺伝子発現プロファイリング」及び「遺伝子発現プロファイリング実験」は、任意の好適なプロファイリング技術を使用した、生体サンプル中の複数の遺伝子の発現の測定を指す。例えば、何千もの遺伝子のｍＲＮＡ発現は、マイクロアレイ技術を使用して決定されてもよい。使用され得る他の新たな技術としては、ＮｅｘｔＧｅｎ配列技術を使用したＲＮＡ−Ｓｅｑ又は全トランスクリプトーム配列が挙げられる。
本明細書で使用するとき、用語「マイクロアレイ」は、生体サンプルの遺伝子発現プロファイリングを可能にする基質上の、核酸、オリゴヌクレオチド、タンパク質、小分子、大分子、及び／又はそれらの組み合わせの任意の秩序配列を広く指す。マイクロアレイの非限定的な例は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．；Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．；Ｉｌｕｍｉｎａ（２つの「ｌ」？），Ｉｎｃ．；ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，Ｉｎｃ．；Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．；Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ，Ｉｎｃ．等から入手可能である。
特に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される成分の数量、分子量等の特性、反応状態等を表す全ての数字は、全インスタンスにおいて用語「約」によって修飾されていると理解されるべきである。加えて、本明細書及び特許請求の範囲における任意の範囲の開示は、その範囲自体、及びその中に包含される全て、並びに端点を含むと理解されるべきである。全ての数範囲はより狭い範囲を包含し、表現された上方及び下方範囲の限界値は互換可能であって、明示されていない範囲を更に作り出す。特に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲に記載の数値的性質は、本発明の実施形態において得ることが求められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。本発明の広い範囲を示している数値範囲及びパラメータは近似値であるけれども、具体的な実施例において記載される数値は、できる限り正確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、それらのそれぞれの測定において見られる誤差から必ず生じる誤差を本質的に含有する。
本発明の一態様によると、皮膚の老化状態と関連する１つ以上のクエリシグネチャーを利用する、関連性マップを実施するためのデバイス、システム、及び方法が提供される。クエリシグネチャーは、種々の方法で得られ得る。いくつかの実施形態では、クエリシグネチャーは、対照と比較した、対象となる皮膚の老化状態を示す皮膚（例えば、日光から保護された皮膚と比較した、紫外線損傷した皮膚）の全層皮膚生検の遺伝子発現プロファイリングから得られた、遺伝子発現シグネチャーであってもよい。遺伝子発現プロファイリングは、マイクロアレイ解析又はＮｅｘｔＧｅｎ配列が挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適な技術を使用して実施され得る。遺伝子発現シグネチャーのいくつかの例としては、紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーが挙げられ、それらの実施例は、以下に更に十分に記載される。他の実施形態では、クエリシグネチャーは、皮膚の老化状態に良い影響を及ぼす、皮膚の老化状態を治療する、又は回復させることが既知である、ベンチマーク薬剤から得られてもよく、クエリシグネチャーは、ベンチマーク皮膚薬剤に曝露される、線維芽細胞及び／又はケラチノサイト細胞株から得られる。これらのクエリシグネチャーは、単独で、又は組み合わせて使用されてもよい。
本発明の他の態様によると、線維芽細胞（例えば、ＢＪ線維芽細胞）及び／又はケラチノサイト（例えば、テロメル化ヒトケラチノサイト）皮膚細胞株が曝露される、化粧剤等の摂動因子から得られる、１つ以上のインスタンスを利用する、関連性マップを実施するためのデバイス、システム、及び方法が提供される。ケラチノサイト及び線維芽細胞の両方を含有する、皮膚器官型培養、又はエクスビボヒト皮膚等、より複雑な細胞培養系からのインスタンスもまた使用され得る。複数の細胞株からのインスタンスが、本発明で使用され得る。
本発明の更に別の態様によると、皮膚老化クエリシグネチャーと複数のインスタンスとの間の関連性の同定のためのデバイス、システム、及び方法が提供される。例えば、対象となる皮膚の老化組織の状態と関連する、統計的に有意な数の遺伝子に、統計的に有意な活性を引き起こす摂動因子を確認し、皮膚状態を治療するための新しい化粧剤、又は既知の化粧剤の新しい使用の同定をもたらすことが可能であり得る。
Ｉ．システム及びデバイス
図２、４、及び５を参照すると、摂動因子と、皮膚の老化組織の状態と、皮膚の老化組織の状態と関連する遺伝子との間の関連性の同定で使用するための、本発明によるシステム及びデバイスのいくつかの実施例がここに記載される。システム１０は、コンピュータデバイス１２、１４、コンピュータデバイス１２と関連するコンピュータ可読媒体１６、及び通信ネットワーク１８のうちの１つ以上を備える。
コンピュータ可読媒体１６は、ハードディスクドライブとして提供されてもよいが、デジタルファイル２０と関連するデータ構造中に記憶される、複数のインスタンス２２、２４、及び２６を含む、データベースファイル等のデジタルファイル２０を含む。複数のインスタンスは、関係表及びインデックス中、又は他の種類のコンピュータ可読媒体中に記憶されてもよい。インスタンス２２、２４、及び２６はまた、複数のデジタルファイルにわたって分散されてもよいが、簡単にするために、本明細書においては、単一のデジタルファイル２０が記載される。
デジタルファイル２０は、ワープロファイル形式（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ）、スプレッドシートファイル形式（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ）、及びデータベースファイル形式が挙げられるがこれらに限定されない、多種多様な形式で提供され得る。好適なファイル形式のいくつかの一般的な例としては、*．ｘｌｓ、*．ｘｌｄ、*．ｘｌｋ、*．ｘｌｌ、*．ｘｌｔ、*．ｘｌｘｓ、*．ｄｉｆ、*．ｄｂ、*．ｄｂｆ、*．ａｃｃｄｂ、*．ｍｄｂ、*．ｍｄｆ、*．ｃｄｂ、*．ｆｄｂ、*．ｃｓｖ、*ｓｑｌ、*．ｘｍｌ、*．ｄｏｃ、*．ｔｘｔ、*．ｒｔｆ、*．ｌｏｇ、*．ｄｏｃｘ、*．ａｎｓ、*．ｐａｇｅｓ、*．ｗｐｓ等のファイル拡張子と関連するものが挙げられるがこれらに限定されない。
図３を参照すると、いくつかの実施形態では、インスタンス２２は、マイクロアレイプローブセットＩＤの順序付きリストを含んでもよく、Ｎの値は、解析に使用されるマイクロアレイ上のプローブの総数に等しい。一般的なマイクロアレイとしては、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＧｅｎｅＣｈｉｐｓ及びＩｌｌｕｍｉｎａ ＢｅａｄＣｈｉｐｓが挙げられ、それらの両方は、プローブセット及びカスタムプローブセットを含む。本発明による参照遺伝子プロファイルを生成するために、好ましいチップは、ヒトゲノムをプロファイリングするように設計されるものである。本発明において使用されるＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップの例としては、モデルヒトゲノム（ＨＧ）−Ｕ１３３ Ｐｌｕｓ ２．０が挙げられる。本治験責任医師らによって採用される特定のＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘチップは、ＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０であるが、本発明によるデータアーキテクチャを構築するために使用されるチップのプローブセットが、実質的に同様である限り、商標元にかかわらず、任意のチップ又はマイクロアレイが好適であることが、当業者によって理解されるであろう。
Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＧｅｎｅＣｈｉｐを利用したマイクロアレイ解析から得られるインスタンスは、遺伝子プローブセットＩＤの順序付きリストを含んでもよく、リストは、２２，０００＋のＩＤを含む。順序付きリストは、デジタルファイル２０のデータ構造中に記憶されてもよく、データは、デジタルファイルがソフトウェアアプリケーション２８によって読まれる時に、プローブセットＩＤの順序付きリストを表す複数の文字列が再現されるように配列される。ＩＮＣＩ名チョウセンアザミ（アーティチョーク葉抽出物）を有する摂動因子に対する、プローブセットＩＤの順序付きリストの一例は、表Ｅに記載され、チョウセンアザミが投与される線維芽細胞のマイクロアレイ解析から得られる、順序付きリストを特に含む。表Ｆは、チョウセンアザミが投与されるケラチノサイト細胞のマイクロアレイ解析から得られるランクと関連した、ランク付けられた識別子の表である。各インスタンスがプローブセットＩＤの完全リストを含むことが好ましい一方で、インスタンスのうちの１つ以上が、マイクロアレイのプローブセットＩＤのうちの全部を含まない場合があることが考えられる。また、インスタンスは、プローブセットＩＤの順序付きリストに加えて、又はその代わりに、他のデータを含んでもよいことが考えられる。例えば、同等の遺伝子名及び／又は遺伝子記号の順序付きリストは、プローブセットＩＤの順序付きリストに置換されてもよい。更なるデータが、インスタンス及び／又はデジタルファイル２０で記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、更なるデータは、メタデータと称され、細胞株同定、バッチ番号、曝露継続期間、及び他の実験によるデータ、並びにインスタンスＩＤと関連する任意の他の記述的材料のうちの１つ以上を含むことができる。順序付きリストまた、順序付きリストにおけるその識別子のランク付けられた位置を表す、各識別子と関連する数値を含んでもよい。
再び図２、３、及び４を参照すると、コンピュータ可読媒体１６は、そこに記憶される第２のデジタルファイル３０を有してもよい。第２のデジタルファイル３０は、１つ以上の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーと関連する、マイクロアレイプローブセットＩＤの１つ以上のリスト３２を含む。マイクロアレイプローブセットＩＤのリスト３２は、典型的には、第１のデジタルファイル２０のインスタンスよりもはるかに小さい、プローブセットＩＤのリストを含む。いくつかの実施形態では、リストは、２〜１０００のプローブセットＩＤを含む。他の実施形態では、リストは、１０、５０、１００、２００、若しくは３００を超える、及び／又は約８００、６００、若しくは約４００未満のプローブセットＩＤを含む。第２のデジタルファイル３０のプローブセットＩＤのリスト３２は、対象となる皮膚の老化状態を表すために選択される、上方及び／又は下方制御された遺伝子を表すプローブセットＩＤのリストを含む。いくつかの実施形態では、第１のリストは、遺伝子発現シグネチャーの上方制御された遺伝子を表してもよく、第２のリストは、下方制御された遺伝子を表してもよい。リストは、デジタルファイル３０のデータ構造中に記憶されてもよく、データは、デジタルファイルがソフトウェアアプリケーション２８によって読まれる時に、プローブセットＩＤのリストを表す複数の文字列が再現されるように配列される。プローブセットＩＤの代わりに、同等の遺伝子名及び／又は遺伝子記号（又は別の命名法）は、プローブセットＩＤのリストに置換されてもよい。更なるデータは、遺伝子発現シグネチャー及び／又はデジタルファイル３０で記憶されてもよく、これは、一般的にメタデータと称され、任意の関連情報、例えば、細胞株又はサンプルソース、及びマイクロアレイ識別を含んでもよい。内因性老化遺伝子発現シグネチャーに対するプローブセットＩＤのリストの例は、表Ａ（上方制御）及びＢ（下方制御）に記載され、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーに対するプローブセットＩＤのリストの例は、表Ｃ（上方制御）及びＤ（下方制御）に記載される。いくつかの実施形態では、１つ以上の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーは、複数のデジタルファイル中に記憶されてもよく、及び／又は複数のコンピュータ可読媒体上に記憶されてもよい。他の実施形態では、複数の遺伝子発現シグネチャー（例えば、３２、３４）は、同一デジタルファイル（例えば、３０）中に記憶されてもよく、又はインスタンス２２、２４、及び２６を含む同一のデータベース若しくはデジタルファイル中に記憶されてもよい。
前述の通り、第１及び第２のデジタルファイル中に記憶されるデータは、多種多様なデータ構造及び／又は形式で記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、データは、無料データベース、市販のデータベース、又は社内の独自データベース等、１つ以上の検索可能なデータベース中に記憶される。データベースは、例えば、制限なく、フラットモデル、階層モデル、ネットワークモデル、関係モデル、次元モデル、又はオブジェクト指向モデル等、当該技術分野において既知の任意のモデルに従って提供及び構築されてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの検索可能なデータベースは、社内の独自データベースである。システム１０のユーザーは、１つ以上のデータベース、又はシステムが動作可能に接続される他のデータソースからのデータにアクセスし、取り込むために、データベース管理システムと関連するグラフィカル・ユーザー・インターフェースを使用してもよい。いくつかの実施形態では、第１のデジタルファイル２０は、第１のデータベースの形態で提供され、第２のデジタルファイル３０は、第２のデータベースの形態で提供される。他の実施形態では、第１及び第２のデジタルファイルは、単一ファイルの形態で結合及び提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、第１のデジタルファイル２０は、コンピュータ可読媒体３８上に記憶されるデジタルファイル３６から、通信ネットワーク１８を通じて伝送されるデータを含んでもよい。一実施形態では、第１のデジタルファイル２０は、細胞株（例えば、線維芽細胞株及び／又はケラチノサイト細胞株）から得られる、遺伝子発現データ、並びに他の細胞株又は細胞型からの遺伝子発現データ、遺伝子発現シグネチャー、摂動因子情報、臨床試験データ、科学文献、化学データベース、薬学データベース、及び他のかかるデータ及びメタデータ等、デジタルファイル３６からのデータを含んでもよい。デジタルファイル３６は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ ＬＯＰＡＣコレクション、Ｂｒｏａｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃマップコレクション、ＧＥＯコレクション、及びＣｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＣＡＳ）データベースが挙げられるがこれらに限定されない、データベースの形態で提供されてもよい。
コンピュータ可読媒体１６（又は１６等の別のコンピュータ可読媒体）はまた、コンピュータ可読命令、又はデジタルファイル２０、３０を読む、書き込む、ないしは別の方法で管理及び／若しくはアクセスするための、ソフトウェアを含む、１つ以上のデジタルファイル２８をそこに記憶していてもよい。コンピュータ可読媒体１６はまた、コンピュータデバイス１２に、例えば、デジタルファイル３０中に記憶される遺伝子発現シグネチャーを、デジタルファイル２０中に記憶されるインスタンス２２、２４、及び２６と比較することと関連する工程を含むがこれらに限定されない、本発明の方法の１つ以上の工程を実施させる、ソフトウェア又はコンピュータ可読及び／又は実行可能命令を含んでもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のデジタルファイル２８は、デジタルファイル２０、２８を管理するためのデータベース管理システムの一部を形成してもよい。データベース管理システムの非限定的な例は、米国特許第４，９６７，３４１号及び同第５，２９７，２７９号に記載される。
コンピュータ可読媒体１６は、コンピュータデバイス１２の一部を形成してもよく、ないしは別の方法でコンピュータデバイス１２に接続されてもよい。コンピュータデバイス１２は、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タワーコンピュータ、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、及びメインフレームコンピュータ等の、任意の汎用又は専用コンピュータが挙げられるがこれらに限定されない、多種多様な形態で提供され得る。種々のコンピュータデバイスが本発明での使用に好適であるが、市販コンピュータデバイス１２が図４に示される。コンピュータデバイス１２は、プロセッサ４０、システムメモリ４２、及びシステムバス４４から選択される、１つ以上の構成要素を備えてもよい。システムバス４４は、システムメモリ４２及びプロセッサ４０が挙げられるがこれらに限定されない、システム構成要素のためのインターフェースを提供する。システムバス３６は、種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを使用して、メモリバス（メモリコントローラの有無にかかわらず）、周辺機器用バス、及びローカルバスに更に相互接続し得る、いくつかの種類のバス構造のいずれかであってもよい。ローカルバスの例としては、工業規格アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バス、ユニバーサルシリアル（ＵＳＢ）バス、及び小型コンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）バスが挙げられる。プロセッサ４０は、デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャが挙げられるがこれらに限定されない、任意の好適なプロセッサから選択されてもよい。プロセッサは、１つ以上のプログラムアプリケーション又はソフトウェアと関連する、記憶された命令のセットを実行する。
システムメモリ４２としては、不揮発性メモリ４６（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去・プログラム可能型読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）、及び／又は揮発性メモリ４８（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））が挙げられ得る。基本入／出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリ３８中に記憶され得、コンピュータデバイス１２の要素間で情報を転送するのに役立つ、基本ルーチンを含むことができる。揮発性メモリ４８はまた、データをキャッシュするための静的ＲＡＭ等の高速ＲＡＭを含むことができる。
コンピュータデバイス１２は更に、記憶のために、例えば、内蔵ハードディスクドライブ［ＨＤＤ、例えば、ｅｎｈａｎｃｅｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（ＥＩＤＥ）又はｓｅｒｉａｌ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ（ＳＡＴＡ）］を含み得る、記憶装置４４を含んでもよい。コンピュータデバイス１２は更に、光ディスクドライブ４６（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ ４８を読むための）を含んでもよい。ドライブ及び関連コンピュータ可読媒体は、本発明のデータ、データ構造、及びデータアーキテクチャの不揮発性記憶装置、コンピュータ実行可能命令等を提供する。コンピュータデバイス１２に対して、ドライブ及び媒体は、好適なデジタル形式で任意のデータの記憶装置に適応する。上記のコンピュータ可読媒体の説明は、ＨＤＤ及びＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の光媒体に言及するが、Ｚｉｐディスク、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ等、コンピュータによって可読である、他の種類の媒体も使用され得ること、更に、任意のかかる媒体が、本発明の方法を実施するためのコンピュータ実行可能命令を含有してもよいことは、当業者によって理解されるべきである。
全部又は一部において、本明細書に記載される機能性及び／又は方法を実施する、オペレーティングシステム及び１つ以上のソフトウェアアプリケーションを含む、多くのソフトウェアアプリケーションが、ドライブ４４及び揮発性メモリ４８上に記憶され得る。実施形態が、種々の市販のオペレーティングシステム、又はオペレーティングシステムの組み合わせで実施され得ることが理解されるべきである。中央演算処理装置４０は、揮発性メモリ４８中のソフトウェアアプリケーションと併せて、本明細書に記載される機能性を実施するように構成又は適合される、コンピュータデバイス１２のための制御システムとしての機能を果たし得る。
ユーザーは、１つ以上の有線又は無線入力デバイス５０、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス（図示せず）、又はタッチスクリーンを介して、コンピュータデバイス１２にコマンド及び情報を入力することが可能であり得る。これら及び他の入力デバイスは、しばしば、システムバス４４に連結される入力デバイスインターフェース５２を介して、中央演算処理装置４０に接続されるが、パラレルポート、ＩＥＥＥ １３９４シリアルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＲインターフェース等の他のインターフェースによって接続されてもよい。コンピュータデバイス１２は、別個又は内蔵の表示デバイス５４を駆動してもよく、それもまた、ビデオポート５６等のインターフェースを介してシステムバス４４に接続されてもよい。
コンピュータデバイス１２、１４は、有線及び／又は無線ネットワーク通信インターフェース５８を使用して、ネットワーク１８を通じてネットワーク化された環境で動作し得る。ネットワークインターフェースポート５８は、有線及び／又は無線通信を容易にし得る。ネットワークインターフェースポートは、ネットワークインターフェースカード、ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）、ネットワークアダプタ、又はＬＡＮアダプタの一部であってもよい。通信ネットワーク１８は、インターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）、又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であってもよい。通信ネットワーク１８は、光ファイバーネットワーク、ツイストペアネットワーク、Ｔｌ／Ｅｌ線ベースのネットワーク若しくは他のＴキャリア／Ｅキャリアプロトコルのリンク、又は無線ローカルエリア若しくは広域ネットワーク（ウルトラモバイル帯域（ＵＭＢ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）等の複数のプロトコルを介して動作する）を含むことができる。加えて、通信ネットワーク１８は、無線通信のための基地局を備えてもよく、それは、パケット交換型通信の場合等、バックホール通信のためのバックボーンネットワークに接続するために、トランシーバ、変調／復調のための関連電子デバイス、並びにスイッチ及びポートを含む。
ＩＩ．複数のインスタンスを作成するための方法
いくつかの実施形態では、本発明の方法は、複数の遺伝子発現プロファイリング実験から得られるデータを含む、複数のインスタンス（例えば、２２、２４、２６）を、少なくとも第１のデジタルファイル２０に追加する工程を含んでもよく、実験のうちの１つ以上は、真皮線維芽細胞及び／又はケラチノサイト細胞（又はヒト皮膚同等培養物、若しくはエクスビボ培養ヒト皮膚等の他の皮膚細胞）を、少なくとも１つの摂動因子に曝露する工程を含む。考察を簡単にするために、以下に考察される遺伝子発現プロファイリングは、マイクロアレイ実験を背景とする。
図５を参照すると、本発明の方法の一実施形態が示される。方法５８は、線維芽細胞６０及び／又はケラチノサイト細胞６２を、摂動因子６４に曝露する工程を含む。摂動因子は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の担体に溶解されてもよい。曝露後、ｍＲＮＡは、摂動因子に曝露された細胞、及び担体のみに曝露された参照細胞６６（例えば、線維芽細胞又はケラチノサイト細胞）から抽出される。ｍＲＮＡ ６８、７０、７２は、ｃＤＮＡ ６４、７６、７８に逆転写され、２色マイクロアレイ解析が実施される場合、異なる蛍光色素（例えば、赤色及び緑色）で標識されてもよい。あるいは、サンプルは、実施例１に記載されるような単色マイクロアレイ解析に対して準備されてもよく、更に、複数の複製が所望に応じて処理されてもよい。ｃＤＮＡサンプルは、複数のプローブ８２を含むマイクロアレイ８０に共にハイブリッド形成されてもよい。マイクロアレイは、何千ものプローブ８２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、マイクロアレイ８０上に、１０，０００〜５０，０００の遺伝子プローブ８２が存在する。マイクロアレイは、スキャナー８４によってスキャンされ、それは、色素を励起し、蛍光量を測定する。コンピュータデバイス８６は、参照細胞６６と比較した、細胞６０、６２中の遺伝子の発現レベルを決定するために、原画像を解析するために使用されてもよい。スキャナー８４は、コンピュータデバイス８６の機能性を組み込んでもよい。発現レベルは、ｉ）上方制御［例えば、参照物質（例えば、ｃＤＮＡ ７８）よりも、試験物質（例えば、ｃＤＮＡ ７４、７６）のプローブへのより大きい結合］、又はｉｉ）下方制御［例えば、試験物質（例えば、ｃＤＮＡ ７４、７６）よりも、参照物質（例えば、ｃＤＮＡ ７８）のプローブへのより大きい結合］、ｉｉｉ）発現するが、差次的ではない［例えば、試験物質（例えば、ｃＤＮＡ ７４、７６）と比べて、参照物質（例えば、ｃＤＮＡ ７８）のプローブへの結合が同様］、及びｉｖ）検出可能な信号又はノイズがない、を含む。上方及び下方制御された遺伝子は、差次的に発現したと称される。マイクロアレイ及びマイクロアレイ解析技術は、当該技術分野においてよく知られており、他のマイクロアレイ技術が、本発明の方法、デバイス、及びシステムで使用され得ることが考えられる。例えば、任意の好適な市販の、又は非商業的なマイクロアレイ技術、及び関連技術が使用されてもよい。良好な結果が、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）技術及びＩｌｌｕｍｉｎａ ＢｅａｄＣｈｉｐ（商標）技術で得られた。１つの例示的な技術は、実施例１に記載される。しかしながら、当業者は、本発明が実施例の方法に限定されないこと、並びに他の方法及び技術もまた、その範囲内であると考えられることを理解するであろう。
非常に特定の実施形態では、インスタンスは、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＨＧ−Ｕ１３３Ａ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐ上のプローブセットの全てに対してランク付けられたデータからなり、チップ上の各プローブは、固有のプローブセット識別子を有する。プローブセットは、同一のＣマップバッチ中の対照と比較して、倍数変化によってランク付けられる（単一インスタンス／対照の平均）。プローブセット識別子は、最も上方制御されたものから最も下方制御されたものを反映するようにランク付けられる。
特に、非差次的に制御された遺伝子に対してでさえ、特定のプローブセットに対する信号値は、インスタンス及び対照に対して同一である可能性は低く、そのため、包括的なランク付けのために使用され得るように、１とは異なる倍数変化が計算される。Ｌａｍｂら（２００６）によって開示される方法に従って、データは、疑似の大きい倍数変化を引き起こし得る、非常に低いノイズ信号値を有し得る、遺伝子の効果を最小限に抑えるために、２つの閾値を使用して調整される。閾値化は、好ましくは、ランク付けの前に行われる。例示的な目的のための一実施例は、第１の閾値が２０に設定されるプロセスを含む。プローブセットに対する信号が２０未満である場合、それは２０に調整される。ランクの同順位は、第２の閾値で分けられ、倍数変化は、再計算され、２未満の任意の値は、２に設定される。任意の残っている同順位に対して、順序は、使用される特定のソーティングアルゴリズムによって決まるが、本質的にはランダムである。リストの中間のプローブセットは、実際の関連性スコアに実質的には寄与しない。
ランク付けられたデータは、インスタンスとして記憶される。プローブは、検出される遺伝子発現制御レベルに従ってリストにソートされてもよく、リストは、上方制御から、限界又は制御なし、下方制御へと進行し、プローブＩＤのこのランク付きリストは、第１のデジタルファイル２０中にインスタンス（例えば、２２）として記憶される。図３を参照すると、インスタンスと関連するデータは、プローブＩＤ ８０、及びそのリスト中のランクを表す値８２（例えば、１、２、３、４．．．Ｎであり、Ｎは、マイクロアレイ上のプローブの総数を表す）を含む。順序付きリスト８４は概して、プローブＩＤの約３つのグループを含んでもよい：上方制御された遺伝子と関連するプローブＩＤの第１のグループ８６、限界制御を有する、又は検出可能な信号若しくはノイズがない、遺伝子と関連するプローブＩＤの第２のグループ８８、並びに下方制御された遺伝子と関連するプローブＩＤの第３のグループ９０。最も上方制御された遺伝子は、リスト８４の最上部又はその付近にあり、最も下方制御された遺伝子は、リスト８４の最下部又はその付近にある。グループは例示のために示されるが、各インスタンスに対するリストは、連続的であってもよく、制御された遺伝子の数は、インスタンスと関連する摂動因子の効果の強度によって決まる。リスト８４内の他の配列が提供されてもよい。例えば、下方制御された遺伝子と関連するプローブＩＤは、リスト８４の最上部に配列されてもよい。このインスタンスデータはまた、摂動因子同定、摂動因子濃度、細胞株又はサンプルソース、及びマイクロアレイ同定等のメタデータを更に含んでもよい。
いくつかの実施形態では、１つ以上のインスタンスは、少なくとも約１，０００、２，５００、５，０００、１０，０００、若しくは２０，０００の識別子、及び／又は約３０，０００、２５，０００、若しくは２０，０００未満の識別子を含む。いくつかの実施形態では、データベースは、少なくとも約５０、１００、２５０、５００、若しくは１，０００のインスタンス、及び／又は約５０，０００、２０，０００、１５，０００、１０，０００、７，５００、５，０００、若しくは２，５００未満のインスタンスを含む。インスタンスの複製が作成されてもよく、線維芽細胞から第１のインスタンス、ケラチノサイト細胞から第２のインスタンス、及びメラニン細胞、又は複合組織、例えば、エクスビボヒト皮膚等、別の皮膚細胞型から第３のインスタンスを得るために、同一の摂動因子が使用されてもよい。
本発明者らは、驚くべきことに、線維芽細胞から得られるインスタンスが、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーと組み合わせて使用される時に、他の細胞型よりも予測的であるように思われることを発見した。以下の実施例６において更に十分に記載するように、本発明者らは、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーで、ＢＪ線維芽細胞及びケラチノサイト細胞から得られるインスタンスを比較し、線維芽細胞から得られるインスタンスが、ケラチノサイト細胞と比較して、最高ランク結果（ランクが高いほど、摂動因子が紫外線老化状態に有益な影響を有する可能性が高い）において、著しく過剰表現されたことを発見した。本発明者らはまた、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーの上方制御された遺伝子が、線維芽細胞から得られるインスタンスと最も密接に相関したことを発見した。それに比べて、本発明者らは、同一の摂動因子セットを使用した、線維芽細胞及びケラチノサイト細胞から得られるインスタンスの組み合わせが、内因性老化遺伝子発現シグネチャーとより密接に相関し、線維芽細胞から得られるインスタンスは、わずかにより優先的であったことを発見した。本発明者らは、ケラチノサイト細胞から得られるインスタンスが、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーのトップランク結果において過少表現された一方で、内因性老化遺伝子発現シグネチャーに対して、より等しい表現が観察されたことを発見し驚いた。更には、遺伝子発現シグネチャーが、複雑な多因子皮膚の老化状態を表す全層生検から得られたこと、更に、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーが、同様に本質的に老化した全層皮膚生検から得られたことを考慮すると、両方の結果が驚くべきことである。換言すれば、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーは、内因性老化及び紫外線老化表現型の両方を含有する生検サンプルと区別され得る。
ＩＩＩ．皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを得るための方法
本発明のいくつかの方法は、対象となる皮膚の老化状態と関連する上方制御及び下方制御された遺伝子を表す、遺伝子発現シグネチャーを同定する工程を含む。皮膚の老化状態は、典型的には、多くの既知及び未知の外因性及び内因性要因を伴う複雑なプロセス、並びに比較的短い期間ではわずかであるが、より長い期間ではわずかではない、かかる要因への応答を伴う。これは、薬物スクリーニング法において典型的に観察されるものと対照的であり、特異的な標的、遺伝子、又は作用機構が対象となる。皮膚の老化状態と関連する独特のスクリーニング課題によって、対象となる状態を表す遺伝子発現シグネチャーの質は、実際に摂動因子への反応と関連する遺伝子発現データと、バックグラウンド発現データとの間の区別に重要であり得る。皮膚老化遺伝子発現シグネチャーの開発における一課題は、選択される遺伝子の数が、主要かつ重要な生態を反映するために正確であるが、偶然によって統計的有意性レベルに達した多くの遺伝子を含むようにあまり大きくはなく、かつ無情報である必要があることである。したがって、予測値が遺伝子発現シグネチャーの質によって決まり得るため、クエリシグネチャーは、慎重に得られるべきである。
クエリシグネチャーの質に影響を及ぼし得る一要因は、シグネチャー中に含まれる遺伝子の数である。本発明者らは、化粧品データアーキテクチャ及び関連性マップに関して、少な過ぎる遺伝子は、最高スコアインスタンスに関して不安定であるシグネチャーをもたらし得ることを発見した。換言すれば、遺伝子発現シグネチャーの小さい変化は、最高スコアインスタンスにおいて有意な差をもたらし得る。反対に、多過ぎる遺伝子は、主要な生物学的応答を部分的に隠す傾向があり得、偶然による統計的カットオフに適合する遺伝子のより高い割合を含み、それによって、シグネチャーに望ましくないノイズを追加する。本発明者らは、遺伝子発現シグネチャーにおいて所望の遺伝子の数がまた、統計的有意性に対する最小値（例えば、約０．０５未満のｐ値）を満たすために必要な遺伝子の状態及び数と関連する生物学的応答の強度関数であることを発見した。典型的には化粧状態表現型の場合等、生態がより弱くなる時、従来技術において包含に対する統計的な必要条件を満たし得るものよりも少ない遺伝子が、ノイズのある遺伝子の追加を回避するために使用されてもよい。例えば、紫外線老化皮膚状態の遺伝子発現プロファイリング解析は、０．０５未満の統計的ｐ値を有する約４０００の遺伝子、及び０．００１未満のｐ値を有する約１０００の遺伝子を生み出し、それは、非常に強い生物学的応答と見なされ得る。内因性老化皮膚状態の遺伝子発現プロファイリング解析は、０．０５未満の統計的ｐ値を有する約１０００の遺伝子、及び０．００１未満のｐ値を有する約４００の遺伝子を生み出し、それは、中強度の生物学的応答と見なされ得る。これらの場合、遺伝子発現シグネチャーは、約１００〜約６００の遺伝子を含む。より弱い生態は、より少ない遺伝子を含む遺伝子発現シグネチャーによって、よりよく表され得る。
遺伝子発現シグネチャーが、対象となる皮膚の老化状態と関連する、全ての有意に制御された遺伝子を表し得る一方で、典型的には、それは、かかる遺伝子のサブセットを表す。本発明者らは、ほぼ等しい数の上方制御及び／又は下方制御された遺伝子の約２００〜約８００の遺伝子を含む、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、安定し、信頼でき、予測結果を提供できることを発見した。例えば、好適な遺伝子発現シグネチャーは、約２００〜２５０の遺伝子、２５０〜３００の遺伝子、３００〜３５０の遺伝子、３５０〜４００の遺伝子、４００〜４５０の遺伝子、４５０〜５００の遺伝子、５００〜５５０の遺伝子、５５０〜６００の遺伝子、６００〜６５０の遺伝子、６５０〜７００の遺伝子、７００〜７５０の遺伝子、及び７５０〜８００の遺伝子を有してもよい。しかしながら、当業者は、より少ない、又はより多い遺伝子を含む遺伝子発現シグネチャーもまた、本発明の種々の実施形態の範囲内であることを理解するであろう。遺伝子発現シグネチャーを描写する目的で、遺伝子と関連するプローブセットＩＤは、好ましくは、最も上方制御された遺伝子を含む第１のリスト、及び最も下方制御された遺伝子を含む第２のリストに分割される。
遺伝子発現シグネチャーは、対照と比較して、対象となる皮膚老化状態を有する皮膚の全層皮膚生検から生成されてもよい。皮膚老化に対する２つの遺伝子発現シグネチャーの種類は、内因性老化遺伝子発現シグネチャー及び紫外線老化遺伝子発現シグネチャーを含むことができ、それらは、対象となる状態を有する皮膚からの全層皮膚生検からの遺伝子発現データを、対照と比較することによって得られ得る。以下の実施例２及び３は、これらの遺伝子発現シグネチャーを得るための非限定的な方法について、より詳細に記載する。概して、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーに対して、生検は、複数の高齢被験者の日光に曝露された皮膚（例えば、前腕）、及び日光から保護された皮膚（例えば、臀部）から採られてもよい。被験者は、年齢が異なってもよいが、１つの年齢幅は、約４５歳〜７０歳である。生検サンプルの遺伝子発現プロファイリング解析が実施され得、１つ以上の紫外線老化遺伝子発現シグネチャーが、結果の統計解析から得られる。いくつかの実施形態では、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーは、ほぼ等しい数の上方制御及び下方制御された遺伝子を含む。代替の実施形態では、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーは、高齢の個人（例えば、４５〜８０歳）の日光に曝露された部位を、より若年の個人（例えば、１８〜２５歳）の日光に曝露された部位と比較することによって得られてもよい。
概して、内因性老化遺伝子発現シグネチャーに対して、生検は、複数の高齢及び若年の被験者の日光から保護された部位（例えば、臀部）から採られてもよい。被験者は、年齢が異なってもよいが、１つの年齢幅は、高齢の被験者に対して約４５歳〜８０歳、及び若年の被験者に対して１８歳〜２５歳である。生検サンプルの遺伝子発現プロファイリング解析が実施され得、１つ以上の内因性老化遺伝子発現シグネチャーが、マイクロアレイ結果の統計解析から得られる。いくつかの実施形態では、内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、ほぼ等しい数の上方制御及び下方制御された遺伝子を含む。
いくつかの実施形態では、紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、共通してそれらの遺伝子の約２０％未満を有し、それらは、記載されるような老化皮膚の生態の異なる態様を反映する。内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、表皮分化マーカーの発現の減少、及び表皮バリア機能において重要な脂質の合成に関与する経路の下方制御、並びに真皮に関連する変化を捕捉し得、一方で、紫外線老化シグネチャーは、真皮及び線維芽細胞の改変された生態をはるかに多く反映するものであり得る。したがって紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーの両方は、老化皮膚の外見を改善するための化粧剤の同定に有用であり、かつ異なる生物活性を有する潜在的摂動因子の同定を可能にする。
本発明の他の実施形態では、遺伝子発現シグネチャーは、ベンチマーク皮膚薬剤で処理される線維芽細胞及び／又はケラチノサイト細胞の遺伝子発現プロファイリング解析から得られてもよく、そのベンチマーク皮膚薬剤で処理される皮膚組織の状態における改善をもたらす細胞摂動を表し、上記のシグネチャーは、インビトロで細胞中でベンチマーク皮膚薬剤によって上方制御及び下方制御された複数の遺伝子を含む。説明のための一例として、摂動因子が既知の皮膚抗老化薬剤、オールトランス型レチノイン酸（ｔＲＡ）である、マイクロアレイ遺伝子発現プロファイルデータは、クエリ結果におけるランク付けられたインスタンスから、最高スコアインスタンスと関連する遺伝子を決定するために、本発明を使用して解析されてもよい。したがって、ｔＲＡの投与に応答して強度に上方制御及び強度に下方制御された遺伝子のリストが得られ得、遺伝子（皮膚抗老化に対するプロキシ）の上記のリストは、皮膚抗老化薬剤をスクリーニングするためのクエリシグネチャーとして使用され得る。別の実施形態では、シグネチャーは、対象となる状態の２つ以上の態様を表すために得られてもよい。
ＩＶ．複数のインスタンスを、１つ以上の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーと比較するための方法
図６及び図７を参照すると、１つ以上の皮膚老化遺伝子シグネチャーで複数のインスタンスにクエリを行うための方法がここに記載される。概して、本方法は、１つ以上の皮膚老化遺伝子シグネチャーで複数のインスタンスにクエリを行う工程と、シグネチャー遺伝子がインスタンス中の制御された遺伝子とどれほど強く一致するかを決定するために、統計的方法を適用する工程とを含む。正の関連性は、上方制御されたシグネチャーリスト中の遺伝子が、インスタンス中の上方制御された遺伝子の間で強化され、下方制御されたシグネチャーリスト中の遺伝子が、インスタンス中の下方制御された遺伝子の間で強化される時に生じる。一方で、シグネチャーの上方制御された遺伝子が、インスタンスの下方制御された遺伝子の間で主に見つかった場合、及びその逆の場合、これは、負の関連性として記録される。図６は、シグネチャー９０と、プローブＩＤ １０２を含むインスタンス１０４との間の正の関連性の極端な例を概略的に示し、インスタンスのプローブＩＤは、最も上方制御されたものから最も下方制御されたものへと順序付けられる。この例では、上方リスト９７及び下方リスト９９を含む、遺伝子シグネチャー９０のプローブＩＤ １００（例えば、Ｘ1、Ｘ2 Ｘ3、Ｘ4、Ｘ5、Ｘ6、Ｘ7、Ｘ8）は、インスタンス１０４の最も上方制御及び下方制御されたプローブＩＤ １０２のそれぞれと、１対１の正の一致を有する。同様に、図７は、シグネチャー９４と、プローブＩＤ ９０を含むインスタンス８８との間の負の関連性の極端な例を概略的に示し、インスタンスのプローブＩＤは、最も上方制御されたものから最も下方制御されたものへと順序付けられる。この例では、上方リスト９３（例えば、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4）のプローブＩＤは、インスタンス８８の最も下方制御された遺伝子と正確に一致し、下方リスト９５（例えば、Ｘ5、Ｘ6、Ｘ7、Ｘ8）のプローブＩＤは、インスタンス８８の最も上方制御されたプローブＩＤに正確に一致する。図８は、中立的関連性の極端な例を概略的に示し、インスタンスの上方及び下方制御された遺伝子の間に、シグネチャーの上方及び下方制御された遺伝子の一貫した強化が、正又は負のいずれにおいても存在しない。したがって、遺伝子シグネチャー１０８（上方リスト１０７及び下方リスト１０９を含む）のプローブＩＤ １０６（例えば、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4、Ｘ5、Ｘ6、Ｘ7、Ｘ8）は、インスタンス１１２のプローブＩＤ １１０を有するランクに対して分散され、インスタンスのプローブＩＤは、最も上方制御されたものから下方制御されたものへと順序付けられる。上記の実施形態が、遺伝子シグネチャーが、皮膚状態の最も有意に上方及び下方制御された遺伝子を代表する、上方リスト及び下方リストの両方を含む、プロセスを示す一方で、遺伝子シグネチャーは、対象となる状態と関連する主要な生態が、主に一方向への遺伝子制御を示す時に、上方リスト又は下方リストのみを含んでもよいことが考えらえる。
いくつかの実施形態では、関連性スコアは、上方スコア及び下方スコアの組み合わせであってもよく、上方スコアは、遺伝子シグネチャーの上方制御された遺伝子とインスタンスとの間の相関を表し、下方スコアは、遺伝子シグネチャーの下方制御された遺伝子とインスタンスとの間の相関を表す。上方スコア及び下方スコアは、＋１〜−１の値を有してもよい。上方スコア（及び下方スコア）に対して、高い正の値は、インスタンスの対応する摂動因子が、遺伝子シグネチャーの上方制御された（又は下方制御された）遺伝子のマイクロアレイプローブの発現を誘発したことを示し、高い負の値は、インスタンスと関連する対応する摂動因子が、遺伝子シグネチャーの上方制御された（又は下方制御された）遺伝子のマイクロアレイプローブの発現を抑制したことを示す。上方スコアは、上方制御された遺伝子を含む遺伝子シグネチャーの上方リストの各識別子（例えば、表Ａ、Ｃ、Ｉ、並びにリスト９３、９７、及び１０７）を、順序付けられたインスタンスリスト（例えば、表Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）と比較することによって計算され得、一方で、下方スコアは、下方制御された遺伝子を含む遺伝子シグネチャーの下方リストの各識別子（例えば、表Ｂ、Ｄ、Ｊ、並びに下方リスト９５、９９、及び１０９を参照）を、順序付けられたインスタンスリスト（例えば、表Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）と比較することによって計算され得る。これらの実施形態では、遺伝子シグネチャーは、上方リスト及び下方リストの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、関連性スコア値は、＋２（最大の正の関連性）〜−２（最大の負の関連性）に及んでもよく、関連性スコア（例えば、１０１、１０３、及び１０５）は、遺伝子シグネチャーの各識別子を、順序付けられたインスタンスリストの識別子と比較することによって得られる、上方スコア（例えば、１１１、１１３、１１５）及び下方スコア（例えば、１１７、１１９、１２１）の組み合わせである。他の実施形態では、関連性範囲は、＋１〜−１であってもよい。スコアの例は、参照番号１０１、１０３、１０５、１１１、１１３、１１５、１１７、１１９、及び１２１として、図６、７、及び８に示される。シグネチャーと、上方スコア及び下方スコア並びに／又は関連性スコアによって表されるインスタンスとの間の一致の強度は、当該技術分野において既知の１つ以上の方法によって得られ得、パラメトリック及びノンパラメトリック方法が挙げられるがこれらに限定されない。パラメトリック方法の例としては、ピアソン相関（又はピアソンｒ）及びコサイン相関が挙げられる。ノンパラメトリック方法の例としては、スピアマンランク（又は順位）相関、ケンドールのタウ相関、及びγ統計が挙げられる。概して、全てのプロファイルが同一のマイクロアレイプラットフォーム上で生成される必要条件を排除するために、ノンパラメトリック、ランクベースパターン一致戦略は、コルモゴロフ・スミルノフ統計（Ｍ．Ｈｏｌｌａｎｄｅｒ ｅｔ ａｌ．「Ｎｏｎｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ」；Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ｅｄ．２，１９９９を参照）（例えば、ｐｐ．１７８〜１８５を参照）に基づく。しかしながら、全ての発現プロファイルが単一の技術プラットフォームから得られる場合、同様の結果が、相関の従来の測定、例えば、ピアソン相関係数を使用して、得られてもよいことに留意されたい。
特定の実施形態では、本発明の方法及びシステムは、遺伝子セット強化解析（ＧＳＥＡ）（例えば、Ｌａｍｂ ｅｔ ａｌ．２００６ ａｎｄ Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ，Ａ．ｅｔ ａｌ．（２００５）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ Ｓｃｉ Ｕ．Ｓ．Ａ，１０２，１５５４５〜１５５５０を参照）として当該技術分野において一般的に既知の、Ｌａｍｂのグループによって、遺伝子プロファイリングデータに対して精緻化されている、コルモゴロフ・スミルノフ統計に基づく、ノンパラメトリック、ランクベースパターン一致戦略を採用する。各インスタンスに対して、下方スコアは、クエリの下方制御された遺伝子とインスタンスとの間の一致を反映するように計算され、上方スコアは、クエリの上方制御された遺伝子とインスタンスとの間の相関を反映するように計算される。ある特定の実施形態では、下方スコア及び上方スコアのそれぞれは、−１〜＋１に及んでもよい。組み合わせは、クエリシグネチャーとインスタンスとの間の全体的な一致の強度を表す。
上方スコア及び下方スコアの組み合わせは、各インスタンスに対する全体的な関連性スコアを計算するために使用され、上方及び下方スコアの範囲が−１〜＋１で設定される実施形態において、関連性スコアは、−２〜＋２に及び、クエリシグネチャーとインスタンスとの間の一致の強度を表す。総合スコアのサインは、インスタンスがシグネチャーに正又は負に関連するかどうかによって決定される。正の関連性は、インスタンスと関連する摂動因子が、シグネチャーの上方リスト中の遺伝子を上方制御し、下方リスト中の遺伝子を下方制御する傾向がある時に生じる。反対に、負の関連性は、摂動因子が、上方及び下方のシグネチャー遺伝子発現の変化を逆にする傾向がある時に生じる。関連性スコアの規模は、上方及び下方スコアが異なるサインを有する時の、上方及び下方スコアの絶対値の合計である。高い正の関連性スコアは、摂動因子が、クエリシグネチャーを生成するために使用された状態を誘発する傾向があることを予測し、高い負の関連性スコアは、摂動因子が、クエリシグネチャーと関連する状態を逆にする傾向があることを予測する。ゼロのスコアは、上方及び下方スコアが同一のサインを有する場合に割り当てられ、摂動因子が、状態シグネチャーに対して一貫した影響を有しなかったことを示す（例えば、上方及び下方リストの両方の上方制御）。
Ｌａｍｂら（２００６）によると、観察される関連性の統計的有意性を推測するための基準はない。Ｌａｍｂは、関連性を検出するための検出力は、多くの複製を有する化合物に対してより大きくなり得ることを教示する。この文脈における複製とは、同一の摂動因子が、複数回プロファイリングされることを意味する。バッチ間変動が回避されなければならない場合、摂動因子は、各バッチにおいて複数回プロファイリングされるべきである。しかしながら、マイクロアレイ実験が、強いバッチ効果を有する傾向があるため、関連性スコアが有意義かつ再現可能であるという最高の信頼を有するために、異なるバッチ（すなわち、実験）においてインスタンスを複製することが望ましい。
各インスタンスは、クエリシグネチャーへのその関連性スコアによってランク付けられてもよく、得られるランク付きリストは、データの視覚化を可能にする任意の好適なソフトウェア及びコンピュータハードウェアを使用して、ユーザーに表示される。
いくつかの実施形態では、方法は、インスタンスの表示されたランク付きリストから、（ｉ）対象となるインスタンスと関連する１つ以上の摂動因子（それによって、クエリシグネチャー中にリストされる複数の遺伝子の活性化又は阻害を、１つ以上の摂動因子に関連付ける）；（ｉｉ）対象となる任意のインスタンスと関連する差次的に発現した遺伝子（それによって、かかる遺伝子を、１つ以上の摂動因子、対象となる皮膚組織の状態、又は両方と関連付ける）；（ｉｉｉ）対象となる任意のインスタンスと関連する細胞（それによって、かかる細胞を、差次的に発現した遺伝子、１つ以上の摂動因子、及び対象となる皮膚組織の状態のうちの１つ以上に関連付ける）；又は（ｉｖ）それらの組み合わせを同定する工程を含んでもよい。インスタンスと関連する１つ以上の摂動因子は、そのインスタンスに対してデータベース中に記憶されるメタデータから同定されてもよい。しかしながら、当業者は、インスタンスに対する摂動因子データが、他の手段中に、及び他の手段によって取り出し可能に記憶されてもよいことを理解するであろう。同定された摂動因子が、クエリシグネチャー中にリストされる遺伝子の活性化又は阻害に統計的に相関するため、かつクエリシグネチャーが、対象となる皮膚組織の状態に対するプロキシであるため、同定された摂動因子は、新しい化粧剤のため、既知の化粧剤の新しい使用のため、又は既知の使用に対する既知の薬剤を実証するための候補となり得る。
いくつかの実施形態では、本発明の方法は更に、薬剤の活性及び化粧剤としての有用性を実証するために、インビトロアッセイ及び／又はインビボ試験を用いて、選択された候補化粧剤を試験する工程を含んでもよい。当該技術分野において既知のもの、最も好ましくは、所望のインビボ結果への構築された関係を有するインビトロモデルを含む、任意の好適なインビトロ検査方法が使用され得る。例えば、候補化粧剤を評価するために、ＭａｔＴｅｋヒト皮膚同等培養物及び皮膚生検アッセイが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、インビトロアッセイを使用した、選択された薬剤の評価は、対象となる皮膚の老化組織の状態を制御するために、１つ以上の新しい候補化粧剤が既知の化粧剤（又は既知の化粧剤の組み合わせ）と併用され得ることを示す、確認する、又はその両方であってもよい。
Ｖ．化粧組成物及びパーソナルケア製品
種々の化粧品の皮膚抗老化の利益を消費者に提供することが望ましいため、本明細書に記載されるスクリーニング方法のうちの１つ以上によって同定される試験薬剤又は化合物を、皮膚への局所適用に好適な化粧組成物に組み込むことが有益であり得る。つまり、化粧組成物中に成分として試験薬剤を含むことが望ましくあり得る。ある特定の実施形態では、化粧組成物は、皮膚科学的に許容できる担体、試験薬剤、及び提供される特定の化粧組成物に一般的に含まれる種類の１つ以上の任意の成分を含んでもよい。
皮膚科学的に許容可能な担体は、ヒト皮膚組織に接触して使用するために安全であるべきである。好適な担体としては、水及び／又は水混和性溶剤が挙げられ得る。化粧用スキンケア組成物は、約１重量％〜約９５重量％の水及び／又は水混和性溶剤を含んでもよい。組成物は、約１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、又は８５％〜約９０％、８５％，８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、又は５％の水及び／又は水混和性溶剤を含んでもよい。好適な水混和性溶剤としては、一価アルコール、二価アルコール、多価アルコール、グリセロール、グリコール、ポリエチレングリコールのようなポリアルキレングリコール、及びこれらの混合物が挙げられる。スキンケア組成物が乳液の形態である時に、水及び／又は水混和性溶剤は、典型的には、水相と関連する担体である。
好適な担体としては、油も挙げられる。スキンケア組成物は、約１重量％〜約９５重量％の１つ以上の油を含んでもよい。組成物は、約０．１％、０．５％、１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％，８０％、８５％、又は９０％〜約９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、又は３％の１つ以上の油を含んでもよい。油は、水又は水溶性溶剤に好適ではない物質を可溶化、分散、又は担持するために使用されてもよい。好適な油としては、シリコーン、炭化水素、エステル、アミド、エーテル、及びこれらの混合物が挙げられる。油は、揮発性又は不揮発性であってもよい。
好適なシリコーン油としては、ポリシロキサンが挙げられる。市販のポリシロキサンとしては、ジメチコーンとしても既知である、ポリジメチルシロキサンが挙げられ、その例としては、Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕから販売されるＤＭ−Ｆｌｕｉｄシリーズ、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から販売されるＶｉｃａｓｉｌ（登録商標）シリーズ、及びＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されるＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）２００シリーズが挙げられる。好適なポリジメチルシロキサンの具体例としては、０．６５、１．５、５０、１００、３５０、１０，０００、１２，５００、１００，０００、及び３００，０００センチストークの粘度を有する、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）２００流体（Ｘｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）ＰＭＸ−２００シリコーン流体としても販売）が挙げられる。
好適な炭化水素油としては、直鎖、分枝鎖、又は環状アルカン及びアルケンが挙げられる。鎖長は、揮発性等の所望の機能特徴に基づき選択されてもよい。好適な揮発性炭化水素は、５〜２０の炭素原子、あるいは、８〜１６の炭素原子を有してもよい。
他の好適な油としては、エステルが挙げられる。好適なエステルは、典型的には、少なくとも１０の炭素原子を含有する。これらのエステルとしては、脂肪酸又はアルコールに由来するヒドロカルビル鎖とのエステル（例えば、モノエステル、多価アルコールエステル、及びジ−及びトリ−カルボン酸エステル）が挙げられる。このエステルのヒドロカルビルラジカルは、アミド及びアルコキシ部分（例えば、エトキシ又はエーテル結合等）のような他の適合性のある官能基を含むか、又はこのヒドロカルビルラジカルをこうした官能基へ共有結合させてよい。
他の好適な油としては、アミドが挙げられる。アミドとしては、２５℃で液体であり、水に不溶性である、アミド官能基を有する化合物が挙げられる。好適なアミドとしては、Ｎ−アセチル−Ｎ−ブチルアミノプロピオネート、イソプロピルＮ−ラウロイルサルコシナート、及びＮ，Ｎ，−ジエチルトルアミドが挙げられる。他の好適なアミドは、米国特許第６，８７２，４０１号に開示される。
他の好適な油としては、エーテルが挙げられる。好適なエーテルとしては、多価アルコールの飽和及び不飽和脂肪エーテル、並びにそれらのアルコキシル化誘導体が挙げられる。例示のエーテルとしては、ポリプロピレングリコールのＣ4〜20アルキルエーテル、及びジ−Ｃ8〜30アルキルエーテルが挙げられる。これらの物質の好適な例としては、ＰＰＧ−１４ブチルエーテル、ＰＰＧ−１５ステアリルエーテル、ジオクチルエーテル、ドデシルオクチルエーテル、及びこれらの混合物が挙げられる。
スキンケア組成物は、乳化剤を含んでもよい。乳化剤は、組成物が乳液の形態である時、又は不混和性物質が混合されている場合、特に好適である。スキンケア組成物は、約０．０５％、０．１％、０．２％、０．３％、０．５％、又は１％〜約２０％、１０％、５％、３％、２％、又は１％の乳化剤を含んでもよい。乳化剤は、非イオン性、アニオン性、又はカチオン性であり得る。乳化剤の非限定的な例は、米国特許第３，７５５，５６０号、米国特許第４，４２１，７６９号、及びＭ．Ｃ．Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．から発行されているＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ’ｓ，Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ，２０１０ Ａｎｎｕａｌ Ｅｄ．に開示される。他の好適な乳化剤は更に、「界面活性剤−乳化剤」の機能分類下のＰｅｒｓｏｎａｌ Ｃａｒｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｕｎｃｉｌ’ｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ａｎｄ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｈｉｒｔｅｅｎｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００６に記載される。
直鎖又は分枝鎖タイプのシリコーン乳化剤もまた、使用され得る。特に有用なポリエーテル修飾シリコーンとしては、Ｓｈｉｎ ＥｔｓｕからのＫＦ−６０１１、ＫＦ−６０１２、ＫＦ−６０１３、ＫＦ−６０１５、ＫＦ−６０１５、ＫＦ−６０１７、ＫＦ−６０４３、ＫＦ−６０２８、及びＫＦ−６０３８が挙げられる。また、特に有用なのは、Ｓｈｉｎ ＥｔｓｕからのＫＦ−６１００、ＫＦ−６１０４、及びＫＦ−６１０５を含むポリグリセロール化直鎖又は分岐鎖シロキサン乳化剤である。乳化剤としては、乳化シリコーンエラストマーも挙げられる。好適なシリコーンエラストマーは、粉末形態であってもよく、又は揮発性若しくは不揮発性シリコーン等の溶剤、又はパラフィン系炭化水素若しくはエステル等のシリコーン相溶性媒体中で分散又は可溶化されてもよい。好適な乳化シリコーンエラストマーとしては、少なくとも１つのポリアルキルエーテル又はポリグリセロール化単位が挙げられ得る。
粘度を増加させるために、スキンケア組成物を濃化、凝固、又はそれに固体若しくは結晶構造を提供するために、構造剤が使用されてもよい。構造剤は典型的には、溶解性、分散性、又は相適合性に基づきグループ化される。水性又は水構造剤の例としては、高分子剤、天然又は合成ゴム、多糖類等が挙げられる。一実施形態では、組成物は、組成物の重量で約０．０００１％、０．００１％、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．５％、１％、２％、３％、５％〜約２５％、２０％、１０％、７％、５％、４％、又は２％の１つ以上の構造剤を含んでもよい。
多糖類及びゴムは、好適な水相増粘剤であってもよい。ポリマー構造剤の好適なクラスとしては、カルボン酸ポリマー、ポリアクリルアミドポリマー、スルホン酸化ポリマー、高分子量ポリアルキルグリコール又はポリグリセリン、これらのコポリマー、これらの疎水的に修飾された誘導体、及びこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定されない。シリコーンゴムは、別の油相構造剤である。別の種類の油相構造剤としては、シリコーンワックスが挙げられる。シリコーンワックスは、アルキルシリコーンワックスと称されてもよく、それらは、室温で半固体又は固体である。他の油相構造剤は、動物性、植物性、又はミネラルワックス等、１つ以上の天然又は合成ワックスであってもよい。
スキンケア組成物は、一般に、組成物及び局所用組成物の製造分野において既知であるような従来の方法によって調製されてもよい。かかる方法は、典型的には、加熱、冷却、真空の適用等を用いて、又はそれらを用いずに、１つ又はそれ以上の工程で、成分を比較的均一な状態になるまで混合する工程を伴う。一般に、乳濁液は、最初に水相物質を脂肪相物質とは別個に混合し、その後２相を適宜組み合わせて、所望の連続層を得ることにより調製される。組成物は、好ましくは、安定性（物理的安定性、化学的安定性、光安定性等）、及び／又は活性物質の送達を最適化するように調製される。本組成物は、治療期間にとって十分な量の組成物を保存するように寸法設定されたパッケージ中で提供されてもよい。パッケージの寸法、形状、及びデザインは幅広いものであり得る。ある特定のパッケージの例は、米国デザイン特許第Ｄ５７０，７０７号、同第Ｄ３９１，１６２号、同第Ｄ５１６，４３６号、同第Ｄ５３５，１９１号、同第Ｄ５４２，６６０号、同第Ｄ５４７，１９３号、同第Ｄ５４７，６６１号、同第Ｄ５５８，５９１号、同第Ｄ５６３，２２１号、米国特許公開第２００９／００１７０８０号、同第２００７／０２０５２２６号、及び同第２００７／００４０３０６号に記載されている。
本発明は、以下の実施例を参照することによってよりよく理解され、それらは、限定ではなく例示として提供される。
（実施例１）
インスタンスの生成
個々の実験（バッチと称される）は概して、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）技術プラットフォームを使用して解析される、３０〜９６のサンプルを含み、溶媒対照（例えば、ＤＳＭＯ）の６の複製、使用される細胞型において強い再現可能な効果をもたらす、陽性対照の２の複製サンプル（例えば、線維芽細胞に対するオールトランス型レチノイン酸）、及び試験物質／摂動因子のサンプルを含有する。試験物質の複製は、バッチ効果の理由から別々のバッチで行われる。ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）解析に十分なＲＮＡ（２〜４μｇの合計ＲＮＡ収量／ウェル）を提供するために、インビトロ試験を６ウェルプレートで実施した。
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｘａｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｄａｌｌａｓ，ＴＸからヒトテロメル化ケラチノサイト（ｔＫＣ）を得た。コラーゲンＩコーティング細胞培養フラスコ及びプレート（Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ，Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）上で、１Ｘヒトケラチノサイト成長サプリメント（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）を有する、ＥｐｉＬｉｆｅ（登録商標）培地で、ｔＫＣ細胞を増殖させた。化学曝露の２４時間前、ケラチノサイトを２０，０００細胞／ｃｍ2で６ウェルプレートに播種した。ヒト皮膚線維芽細胞（ＡＴＣＣ，Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡからのＢＪ細胞株）を、通常の細胞培養フラスコ及びプレート（Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｌｏｗｅｌｌ，ＭＡ）中で１０％ウシ胎児血清（ＨｙＣｌｏｎｅ，Ｌｏｇａｎ，ＵＴ）が追加された、イーグル最小必須培地（ＡＴＣＣ）で増殖させた。化学曝露の２４時間前、ＢＪ線維芽細胞を１２，０００細胞／ｃｍ2で６ウェルプレートに播種した。
全細胞を、５％ ＣＯ2の加湿インキュベータで、３７℃でインキュベートした。ｔ＝−２４時間でＴ−７５フラスコから細胞をトリプシン処理し、基本増殖培地で６ウェルプレートに蒔いた。ｔ＝０で培地を取り除き、実験計画法に従って適切な投与溶液と置換した。投与溶液を、前日、殺菌済み４ｍＬのＦａｌｃｏｎスナップキャップチューブで調製した。純粋試験物質を、１〜２００μＭの濃度で調製してもよく、植物抽出物を、投与溶液の重量で０．００１〜１％の濃度で調製してもよい。化学曝露の６〜２４時間後、細胞を観察及び撮像した。細胞溶解及びＲＮＡ単離の前に、ウェルを顕微鏡で検査し、毒性の形態学的証拠を評価した。形態的変化が細胞毒性を示唆するのに十分であった場合、より低い濃度の摂動因子を試験した。次いで、β−メルカプトエタノール（Ｑｉａｇｅｎ，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）を含有する３５０μＬ／ウェルのＲＬＴ緩衝液で、細胞を溶解し、９６ウェルプレートに移し、−２０℃で保管した。
製造業者の説明書に従って、Ａｇｅｎｃｏｕｒｔ（登録商標）ＲＮＡｄｖａｎｃｅ Ｔｉｓｓｕｅ−Ｂｉｎｄ磁気ビーズ（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ）を使用して、細胞培養バッチからのＲＮＡを、ＲＬＴ緩衝剤から単離した。製造業者の説明書に従って、Ａｍｂｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｍｐ（商標）ＩＩ Ｂｉｏｔｉｎ Ｅｎｈａｎｃｅｄキット（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）を使用して、１サンプルあたり１μｇの全ＲＮＡを標識した。得られるビオチン標識及び断片化されたｃＲＮＡを、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＨＧ−Ｕ１３３Ａ ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）にハイブリッド形成し、次いで、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘによって提供されるプロトコルを使用して、それを洗浄、染色、及びスキャンした。
一実施形態では、例示の試験摂動因子は、Ｉｃｈｉｍａｒｕ Ｐｈａｒｃｏｓ，ＪＰから得られるチョウセンアザミ（アーティチョーク）葉抽出物であった。概して上記の手順に従って、線維芽細胞に適用されるアーティチョーク葉の摂動因子に対する、２２，２１４のプローブセットＩＤ（例えば、インスタンス）の得られるランク付きリストを生成し、表Ｅに記載する。概して上記の手順に従って、ケラチノサイト細胞に適用されるアーティチョーク葉抽出物の摂動因子に対する、２２，２１４のプローブセットＩＤ（例えば、インスタンス）の得られるランク付きリストを生成し、例示部分を表Ｆに記載する。別の態様では、例示の試験摂動因子は、加水分解されたセラトニアシリクア（イナゴマメ）種子抽出物であった。概して上記の手順に従って、線維芽細胞に適用されるイナゴマメ種子抽出物の摂動因子に対する、２２，２１４のプローブセットＩＤ（例えば、インスタンス）の得られるランク付きリストを生成し、例示部分を表Ｇに記載する。概して上記の手順に従って、ケラチノサイト細胞に適用されるイナゴマメ種子抽出物の摂動因子に対する、２２，２１４のプローブセットＩＤ（例えば、インスタンス）の得られるランク付きリストを生成し、例示部分を表Ｈに記載する。
（実施例２）
紫外線老化遺伝子発現シグネチャーを得る
日光によってもたらされる皮膚老化（紫外線老化）と関連する遺伝子発現パターンの調査で使用するための生検標本を得るための臨床的調査研究を実施した。紫外線老化と関連する遺伝子発現プロファイルを検査するために、若年及び高齢の女性からの、日光から保護された皮膚、及び日光に曝露された皮膚において、基準遺伝子発現パターンを検査した。１０人の若年女性（１８歳〜２０歳）、及び１０人の高齢女性（６０歳〜６７歳）のそれぞれからの、日光から保護された（臀部）、及び日光に曝露された（前腕）身体部位から、合計で３つの全層皮膚生検（〜４ｍｍ）を採取した。中程度から重度の前腕の紫外線による損傷を有するように、高齢女性を選択した。生検を液体窒素中で急速冷凍し、ＲＮＡ単離まで−８０℃で保管した。
冷凍皮膚生検をＴｒｉｚｏｌ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）中で均質化し、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎによって提供されるプロトコルを使用して、ＲＮＡを抽出した。組織サンプルが全層生検からであったため、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラニン細胞、内皮細胞、周皮細胞、神経、平滑筋、脂肪細胞、含脂肪細胞、及び免疫細胞を含む、全層皮膚サンプル内の種々の細胞型から、ＲＮＡを抽出した。ＲＮＥａｓｙスピンカラム（Ｑｉａｇｅｎ）を使用して、ＲＮＡを更に精製した。ＮａｎｏＤｒｏｐ分光光度計（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を使用して、全ＲＮＡを定量化し、Ａｇｉｌｅｎｔ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）２１００ ＢｉｏＡｎａｌｙｚｅｒを使用して、質を確認した。Ｅｎｚｏ ＢｉｏＡｒｒａｙ標識化手順（Ｅｎｚｏ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，ＮＹ）及び提供されるプロトコルを使用して、全ＲＮＡ（５μｇ）をＧｅｎｅＣｈｉｐ標的に変換した。全てのビオチン標識されたＧｅｎｅＣｈｉｐ標識を、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｏｍｅ ＨＧ−Ｕ１３３ Ｐｌｕｓ ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐに一晩ハイブリッド形成し、次いで、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘによって提供されるプロトコルを使用して、それを洗浄、染色、及びスキャンした。同一の製造ロットのＧｅｎｅＣｈｉｐを使用して、同日中に、前腕及び臀部サンプルを処理した。
２０，０００を超える遺伝子の転写物に相補的な５４，６１３のプローブセットを含有する、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＨＧ−Ｕ１３３ Ｐｌｕｓ ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐ上で、サンプルを解析した。しかしながら、Ｐｌｕｓ ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐ上に存在するもののサブセットである、２２，２１４のプローブセットを含有する、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＨＧ−Ｕ１３３Ａ ２．０ ＧｅｎｅＣｈｉｐを使用して、使用される提供されたデータベース中のインスタンスを、遺伝子発現プロファイリング実験から得た。したがって、臨床データからの遺伝子発現シグネチャーの展開において、ＨＧ−Ｕ１３３Ａ ２．０遺伝子チップに含まれるものに対して、プローブセットをフィルタリングした。
約２００〜約６００の上方制御及び下方制御された遺伝子を含む、複数の紫外線老化遺伝子発現シグネチャーを得るために、概して以下の選択プロセスを使用して、マイクロアレイデータの統計解析を実施した。
ａ．非存在／限界／存在コールに基づくフィルタリング。このフィルタは、遺伝子発現シグネチャー中に含むための潜在的遺伝子のリストを作成する。例えば、好適なフィルタは、１つの処置群中のサンプルの少なくとも５０％が、各プローブセットに対して存在コールを有しなければならないようなものであってもよい。存在コールは、生のＧｅｎｅＣｈｉｐデータの処理から得られ、プローブセットに相補的な遺伝子転写物が生体サンプル中で実際に発現するという証拠を提供する。全サンプルからの非存在であるプローブは、単にノイズの測定値である可能性が高い。この工程は、シグネチャーにとって重要なデータに寄与しないプローブセットをフィルタリングして除去するために重要である。紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーの両方に対して、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ＭＡＳ ５ソフトウェアによって提供される、少なくとも１０％の存在コールを有する、プローブセットに対して、データをフィルタリングした。
ｂ．統計的尺度によるフィルタリング。例えば、好適な統計的尺度は、ｔ検定、ＡＮＯＶＡ、相関係数、又は他のモデルベース解析からのｐ値であってもよい。一例として、ｐ値は、統計的尺度として選択されてもよく、ｐ＝０．０５のカットオフ値が選択されてもよい。シグネチャーリストを、適切な対照と比較して、統計的有意性に対して何らかの妥当なカットオフに適合する遺伝子に限定することが、対象となる生物学的状態の特徴である遺伝子の選択を可能にするために重要である。これは、倍数変化値の使用より好ましく、それは、測定値周囲のノイズを考慮しない。シグネチャー中のプローブセットを選択するために、ｔ統計量を使用し、それは、符号付けられ、遺伝子発現変化の指向性（すなわち、上方又は下方制御される）、並びに統計的有意性の表示を提供する。
ｃ．プローブセットのソーティング。全てのプローブセットは、統計的尺度を使用して、上方制御及び下方制御されたセットのセットにソートされる。例えば、ｐ値を計算するために、ｔ検定を使用した場合、ｐ値は常に正であるため、リストをソートするために、ｔ統計量の値（正及び負）が使用される。ソートされたｔ統計量により、最も有意なｐ値を有するセットがリストの最上部及び最下部に、有意ではないものを有するセットが中間付近に配置される。
ｄ．遺伝子発現シグネチャーの作成。フィルタリング及びソートされた、作成されるリストを使用して、好ましくは、最下部から選択されるものとほぼ同数の、最上部から選択されるセットを有する、遺伝子発現シグネチャーを作成するために、最上部から最下部までの好適な数のプローブセットが選択される。例えば、作成される遺伝子発現シグネチャーは、チップ上のプローブセットに対応する、少なくとも約１０、５０、１００、２００、若しくは３００及び／又は約８００、６００、若しくは約４００未満の遺伝子を有してもよい。プローブセットの数は、遺伝子の数に近似的に対応するが、単一の遺伝子は、２つ以上のプローブセットによって表されてもよい。本明細書で使用するとき、フレーズ「遺伝子の数」は、概して、フレーズ「プローブセットの数」と一致することを理解されたい。シグネチャー中に含まれる遺伝子の数は、提供されたデータベースにクエリを行うためにシグネチャーを使用する時に、上方及び下方制御された遺伝子間で均等に分割される、２００〜８００のプローブセットを有する、示されたシグネチャーが、トップスコア化学物質インスタンスに関して安定した結果を提供するという予備研究における観察に基づいた。
紫外線老化に対して、３つの遺伝子発現シグネチャーを以下にように選択した。
（ｉ）表Ｃ及びＤのそれぞれに記載される、高齢の腕を若年の腕と比較する、１００の最も有意な上方制御された、及び１００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「紫外線老化２００」シグネチャー（Ｐ２００）、
（ｉｉ）表Ｃ及びＤのそれぞれに記載される、高齢の腕を若年の腕と比較する、２００の最も有意な上方制御された、及び２００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「紫外線老化４００」シグネチャー（Ｐ４００）、及び
（ｉｉｉ）表Ｃ及びＤのそれぞれに記載される、高齢の腕を若年の腕と比較する、３００の最も有意な上方制御された、及び３００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「紫外線老化６００」シグネチャー（Ｐ６００）。
（実施例３）
内因性老化遺伝子発現シグネチャーを得る
経時的（内因性）皮膚老化と関連する遺伝子発現パターンの調査で使用するための生検標本を得るための臨床的調査研究を実施した。内因性老化と関連する遺伝子発現プロファイルを検査するために、若年及び高齢の女性からの、日光から保護された皮膚において、基準遺伝子発現パターンを検査した。１０人の若年女性（１８歳〜２０歳）、及び１０人の高齢女性（６０歳〜６７歳）のそれぞれからの、日光から保護された（臀部）身体部位から、合計で３つの全層皮膚生検（〜４ｍｍ）を採取した。生検を液体窒素中で急速冷凍し、ＲＮＡ単離まで−８０℃で保管した。
冷凍皮膚生検をＴｒｉｚｏｌ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）中で均質化し、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎによって提供されるプロトコルを使用して、ＲＮＡを抽出した。組織サンプルが全層生検からであったため、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラニン細胞、内皮細胞、周皮細胞、神経、平滑筋、脂肪細胞、含脂肪細胞、及び免疫細胞を含む、全層皮膚サンプル内の種々の細胞型から、ＲＮＡを抽出した。ＲＮＥａｓｙスピンカラム（Ｑｉａｇｅｎ）を使用して、ＲＮＡを更に精製した。ＮａｎｏＤｒｏｐ分光光度計（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）を使用して、全ＲＮＡを定量化し、Ａｇｉｌｅｎｔ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）２１００ ＢｉｏＡｎａｌｙｚｅｒを使用して、質を確認した。Ｅｎｚｏ ＢｉｏＡｒｒａｙ標識化手順（Ｅｎｚｏ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，ＮＹ）及び提供されるプロトコルを使用して、全ＲＮＡ（５μｇ）をＧｅｎｅＣｈｉｐ標的に変換した。全てのビオチン標識されたＧｅｎｅＣｈｉｐ標識を、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｏｍｅ ＨＧ−Ｕ１３３ Ｐｌｕｓ ２．０遺伝子チップに一晩ハイブリッド形成し、次いで、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘによって提供されるプロトコルを使用して、それを洗浄、染色、及びスキャンした。同一の製造ロットの遺伝子チップを使用して、同日中にサンプルを処理した。
約２００〜約６００の遺伝子を含む、内因性老化遺伝子発現シグネチャーを得るために、概して実施例２に記載されるような同一のソーティングプロセスを使用して、マイクロアレイデータの統計解析を実施した。
（ｉ）表Ａ及びＢのそれぞれに記載される、高齢の臀部を若年の臀部と比較する、１００の最も有意な上方制御された、及び１００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「内因性老化２００」シグネチャー（Ｉ２００）。
（ｉｉ）表Ａ及びＢのそれぞれに記載される、高齢の臀部を若年の臀部と比較する、２００の最も有意な上方制御された、及び２００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「内因性老化４００」シグネチャー（Ｉ４００）。
（ｉｉｉ）表Ａ及びＢのそれぞれに記載される、高齢の臀部を若年の臀部と比較する、３００の最も有意な上方制御された、及び３００の最も有意な下方制御されたプローブセットを含む、「内因性老化６００」シグネチャー（Ｉ６００）。
紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、全部若しくは一部として使用されてもよく、又はそれらは、本発明におけるクエリとして組み合わせて使用されてもよい。いくつかの実施形態では、遺伝子発現シグネチャーは、最も上方制御された、又は最も下方制御された遺伝子のセットを含む。いくつかの実施形態では、紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、共通して、約１０％〜５０％のそれらのプローブセットＩＤを有してもよい。他の実施形態では、紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、共通して、約２０％〜３０％のそれらのプローブセットＩＤを有してもよい。Ｃマップで試験されるいくつかの物質は、これらの薬剤が異なる生態に影響を及ぼし得るため、皮膚老化の種類のうちの１つに対して展開される、遺伝子発現シグネチャーにのみ結合する。例えば、本発明者らは、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーが、線維芽細胞中で試験される摂動因子インスタンスへの強い選択的関連を示し、遺伝子発現変化が、真皮結合組織における変化をより反映していることを発見した。対照的に、内因性老化遺伝子発現シグネチャーは、老化で生じる表皮及び真皮の両方における変化を反映する。したがって、内因性老化及び紫外線老化の両方に対して得られる別々のシグネチャーで、関連性マップにクエリを行うことが有用である。また、異なる数の遺伝子を有するシグネチャーを使用することが望ましい。複数のシグネチャーに基づく生物活性の予測は、正しい可能性が高い。
（実施例４）
線維芽細胞及びケラチノサイトインスタンスに対する紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーの比較
本発明者らは、紫外線老化遺伝子シグネチャー（例えば、実施例２）が、ＢＪ線維芽細胞において試験される摂動因子インスタンスに対して強い選択的関連性を有することを観察した。換言すれば、紫外線老化シグネチャーでのクエリから得られる、トップランクインスタンス（すなわち、高い関連性スコア）間で、ＢＪ線維芽細胞インスタンスは、強度に過剰表現された。この効果は、紫外線によって老化した皮膚において上方制御された遺伝子を、クエリシグネチャーとして使用した時に、最も劇的であった。同様の結果であるが、それほど強くないものが、内因性老化シグネチャー（例えば、実施例３）で得られた。複数のインスタンスの紫外線老化６００シグネチャーとの比較の結果の要約を表１に示す。これらの結果は、ｉ）皮膚老化表現型に寄与することが予測される種々の細胞型を含む、全層生検から得られる、遺伝子シグネチャー、及びｉｉ）皮膚老化が、皮膚の組織及び構造のほとんどにおける変化を伴う複雑な多因子状態であることを考慮すると、完全に予想外であり、驚くべきものである。
Figure 2014513791
 1このシグネチャーは、上記の実施例２に記載される、高齢の腕と若年の腕との比較において、３００の最も統計的に有意な上方制御された、及び３００の最も有意な下方制御されたＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘプローブセットを含む。
2インスタンスを、最も負のスコアから最も正のスコアまでランク付けした（すなわち、１が最も負のスコアインスタンスである）。負のスコアの化学物質は、紫外線老化に対して有益な効果を有すると予測される。
3上方リスト結果は、遺伝子発現シグネチャー中の上方制御されたプローブセットのみでの、インスタンスのデータベースのクエリによる。同様に、下方リスト結果は、下方制御されたプローブセットのみを含む、遺伝子発現シグネチャーでのクエリによる。
完全紫外線老化シグネチャーと関連する、トップ３００にランク付けられるインスタンスの中で、１９６（６５．３％）がＢＪ線維芽細胞に関し、３４．７％のみがケラチノサイトに関した。これは、線維芽細胞の２倍を超える過剰表現であり、理由は、それらが、データベース中のインスタンスの３１％のみを含んだためであった。線維芽細胞の紫外線老化シグネチャーへの選択的関連性は、上方リストのみをクエリのために使用した時に、はるかに劇的であった。驚くべきことに、その場合、トップ３００のインスタンスの全てが線維芽細胞にあった。上方シグネチャーの寄与は、線維芽細胞の完全紫外線老化シグネチャーへの選択的関連性の原因となり、それは、下方シグネチャーのみでのクエリが、データベース中の２つの細胞株インスタンスの割合により強く比例する、トップスコアインスタンスの分布をもたらしたためである。実施例２に記載される紫外線老化Ｐ２００及びＰ４００シグネチャーで、同様の結果が得られた。全体的に見て、線維芽細胞インスタンスの紫外線老化シグネチャーへの強い選択的関連性は、驚くべきことであり、それは、ケラチノサイトが、紫外線老化表現型に寄与することが予測され、かつＢＪ線維芽細胞において試験する物質の全てを、ケラチノサイトにおいても試験したためである（すなわち、効果は、任意の化学的特異性によるものではない）。
提供されたデータベースに、内因性老化遺伝子発現シグネチャーでクエリを行った時に、同様であるが微妙に異なるパターンが観察された。表２は、内因性老化６００シグネチャー（実施例３）で得られる結果を示す。この場合もやはり、完全シグネチャーを有するトップランクインスタンスの中で、線維芽細胞の過剰表現があり、この効果は、シグネチャー中の上方制御されたプローブセットによるものであったが、その効果は、紫外線老化シグネチャーの場合ほど強くはなかった。更に、下方リストに関連するトップランクインスタンスは、それらの試験されるサンプルの割合に対して、ケラチノサイトの何らかの過剰表現を示した（表２）。
Figure 2014513791
 1 このシグネチャーは、実施例３に記載する臨床研究における、高齢の臀部と若年の臀部との比較において、３００の最も統計的に有意な上方制御された、及び３００の最も有意な下方制御されたＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘプローブセットを含む。
2 インスタンスを表１にあるようにランク付けした。
3 上方リスト結果は、シグネチャー中の上方制御されたプローブセットのみでの、Ｃマップデータベースのクエリによる。同様に、下方リスト結果は、下方リストのみでのクエリによる。
予想外に、紫外線老化皮膚の臨床サンプルから生成される遺伝子発現シグネチャーは、表皮ケラチノサイトと比較して、真皮線維芽細胞において試験される化学物質インスタンスに対して、非常に強い選択的関連性を示す。更に、この選択的関連性は、皮膚の全層生検から抽出されるＲＮＡに行われる遺伝子発現プロファイリングから生成される、シグネチャーで観察され、それは、皮膚の複雑構造内の細胞型の全ての複合サンプルを含む。紫外線老化皮膚において差次的に発現した遺伝子と関連する、生物学的プロセスの解析は、プロセスの多くが、創傷治癒を含む、真皮及び線維芽細胞に関連したことを示した（テーマ解析、実施例５を参照）。これらの結果は、紫外線老化皮膚における主要な遺伝子発現の変化が、真皮線維芽細胞において生じるという仮説を裏付ける。更に、臨床試験において、線維芽細胞インスタンスのＣマップクエリに基づき、皮膚抗老化活性を有すると予測される２つの植物抽出物で、統計的に有意な抗皺結果が得られた（例えば、実施例６及び７）。対照的に、これらの物質のケラチノサイトインスタンスは、それらの抗老化活性を予測しなかった。
紫外線老化と内因性老化シグネチャーとの間のこれらの差は、それらが、老化皮膚における重複するが異なる生物学的変化を表すという事実によって説明され得る（テーマ解析、実施例５を参照）。紫外線老化は、紫外線曝露の効果及び内因性要因の組み合わせによるものであり、一方で、内因性老化は、太陽／ＵＶ構成成分を欠く。紫外線老化及び内因性老化シグネチャーにおける遺伝子の２０％未満が、共通していることが観察された。これらの結果は、シグネチャーが、複雑な老化プロセスの異なる態様に影響を及ぼす物質の検出を可能にするため、老化皮膚を改善するための化粧剤を同定するためにＣマップを適用する時に、紫外線老化及び内因性老化シグネチャーの両方を使用する価値を指摘する。
完全紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーを使用するクエリでの、トップランクＣマップインスタンスにおけるテロメル化ケラチノサイトの過少表現は、試験条件下での細胞の反応性の欠如によるものではなかった。表３は、同一の原液を使用して、ＢＪ線維芽細胞及びテロメル化ケラチノサイトの両方で試験した、４９３の化学物質に対する、遺伝子発現の異常値数を記載する。異常値数が、各シングルトンＣマップインスタンスに対して計算され、処理によって制御されるプローブセットの数の尺度である。このプローブセット毎の解析において、各プローブセットに対して予測区間を形成するために、Ｃマップバッチ中の６の溶媒対照サンプルが使用され、次いで、バッチ中の各化学物質インスタンスに対して、区間の範囲外であるプローブセットが集計される。化学的複製が通常、スコアへのバッチ効果によって、異なるＣマップバッチにおいて行われるため、この統計量が使用される。
Figure 2014513791
 1同一原料チューブからの物質を、両方の種類の細胞で試験した。異常値数が、各シングルトンＣマップインスタンスに対して計算され、処理によって制御されるプローブセットの数の尺度である。このプローブセット毎の解析において、各プローブセットに対して予測区間を形成するために、Ｃマップバッチ中の６の溶媒対照サンプルが使用され、次いで、バッチ中の各化学物質インスタンスに対して、区間の範囲外であるプローブセットが集計される。化学的複製が通常、スコアへのバッチ効果によって、異なるＣマップバッチにおいて行われるため、この統計量が使用される。
異常値数に基づき、ケラチノサイトは、線維芽細胞よりも処理に反応する傾向があり、線維芽細胞のものと比較して、高い異常値数（≧２，０００）を有する、約２倍のケラチノサイトインスタンスが存在した。処理への細胞反応性の更なる兆候は、形態学的変化である。種々の化学物質で処理されるテロメル化ケラチノサイトにおける変性形態が観察された。対照的に、ＢＪ線維芽細胞における形態学的変化は、同一条件下でほとんど観察されていない。非常に劇的な比較例が図９に示され、それは、１０μＭのオールトランス型レチノイン酸（ｔＲＡ）で処理される細胞の形態を記録する。この処理は、ケラチノサイトにおける著しい形態学的変化を引き起こしたが、線維芽細胞の形態に対して明確な効果は有さなかった。したがって、より反応性のあるケラチノサイトが、紫外線老化に対して、線維芽細胞ほど予測的ではなかったことは驚きである。
（実施例５）
加齢に関係した遺伝子発現シグネチャーのテーマ解析
ＢＪ線維芽細胞インスタンスを使用して得られる結果をよりよく理解するためのツールとして、テーマ解析を使用した。テーマ解析は、遺伝子発現プロファイリングデータ中の生物学的パターンを検出するための、統計解析ベースの方法である。本方法は、遺伝子製品と関連する生物学的プロセス、分子機能、及び細胞成分を記載するＧｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ（ＧＯ）Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ［Ａｓｈｂｕｒｎｅｒ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．（２０００）Ｇｅｎｅ ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ．Ｎａｔ Ｇｅｎｅｔ，２５，２５〜２９］によって開発された統制用語のオントロジーを使用する。解析は、特定のＧＯ用語に注釈付けられる遺伝子が、制御されたリスト中で有意に強化されているかを決定するために、遺伝子の制御されたリストと、全ての発現した遺伝子のより大きい参照リストとの統計的比較を伴う。この解析は、所与のＧＯ用語と関連する複数の遺伝子が、偶然で予測されるよりも大きい頻度で、制御されたリスト上で生じる時の、生物学的パターンを明らかにする。各オントロジー用語に対するｐ値を計算する、テーマ抽出装置の独占的ソフトウェア及びアルゴリズムを使用して、かかる解析を実施した。フィッシャーの直接確率検定によって、統計的有意性に対してデータを解析した。ここで使用される方法及び統計的方法は、文献［Ｓｕｂｒａｍａｎｉａｎ，Ａ．ｅｔ ａｌ．（２００５）Ｇｅｎｅ ｓｅｔ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ：ａ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ−ｂａｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｉｎｇ ｇｅｎｏｍｅ−ｗｉｄｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｅｓ．Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ Ｓｃｉ Ｕ．Ｓ．Ａ，１０２，１５５４５〜１５５５０］に記載されている、遺伝子セット強化解析と非常に似ている。
表４は、実施例３に記載される臨床的遺伝子発現研究からの、高齢の腕の若年の腕との比較（紫外線老化）において有意に強化される、ＧＯ生物学的プロセス用語を示す。これは、約１２，５００の発現した遺伝子の解析を伴った。最も高度に有意なテーマのみが示され（ｐ≦１×１０-4）、上方及び下方制御された遺伝子に対して、別々にテーマ解析を行った。用語列における同定レベルは、概して、ＧＯ階層におけるレベル、及び用語間の親／子関係を示す。換言すれば、字下がりの用語は、しばしば、それらの上の用語に関連し、より具体的なプロセスを記載する。アスタリスクの数は、各用語に対するｐ値の範囲を示す。
Figure 2014513791
Figure 2014513791
Figure 2014513791
 1 統計的有意性は、以下の通りである。
Figure 2014513791
この解析は、紫外線老化における上方及び下方制御された遺伝子が、非常に異なる生物学的プロセスと関連したことを明らかにした。線維芽細胞及び結合組織と密接に関連する多くの生物学的プロセスは、紫外線老化において上方制御された。遺伝子オントロジー用語「創傷への反応」及び「創傷治癒」が、上方制御された遺伝子リストに対して、最も統計的に有意な用語（ｐ≦１×１０-7）の中にあったことは、注目に値する。線維芽細胞又は間葉細胞と明確に関連する他の用語は、表４中で印がつけられ、これらの全ては、上方リストに対して有意であった。上方制御されたリストと関連するこれらの他の用語のほとんどは、間葉細胞が重要な役割を果たす発生プロセスに関する。紫外線老化において下方制御された遺伝子は、遺伝子転写、並びに種々の細胞型に関連する代謝及び信号伝達の種々の態様等、より一般的なプロセスと関連した。
紫外線老化６００シグネチャー遺伝子リスト（実施例２を参照）もまた、テーマ解析（図示せず）を受け、それにより、紫外線老化データセット全体で得られたものとかなり同様の、有意な用語のパターンが明らかになった。上方制御された遺伝子リストは、線維芽細胞又は間葉細胞と密接に関連する生物学的プロセスに関与する、遺伝子を含有する。この場合もやはり、上方リストに対する最も有意な用語の中に、「創傷への反応」及び「創傷治癒」（Ｐ≦１×１０-5）が含まれた。これらのテーマ解析の結果は、線維芽細胞の、紫外線老化の上方制御された遺伝子発現シグネチャーへの特異的な関連、及び紫外線老化のシグネチャー全体への強い関連に対する、明かな論理的根拠を提供する。紫外線老化において上方制御される主要なプロセスが、真皮及び線維芽細胞を伴うと思われる。全体的に見れば、紫外線老化遺伝子シグネチャーは、紫外線老化皮膚状態の遺伝子発現プロファイリングにおいて観察される、この主要な生態を反映する。
テーマ解析はまた、内因性老化において制御される遺伝子に対しても実施し、それは、約１２，５００の発現した遺伝子を伴った。表５は、実施例３に記載される臨床的遺伝子発現研究からの、高齢の臀部の若年の臀部との比較（内因性老化）において有意に強化される、ＧＯ生物学的プロセス用語を示す。表４に関してと同様に、この表のサイズを管理しやすい状態に保つために、最も高度に有意なテーマのみが示される（ｐ≦１×１０-4）。
Figure 2014513791
Figure 2014513791
 1 統計的有意性は、表４に記載される通りである。
内因性老化において制御される遺伝子のテーマ解析によりに対するものと同様に、上方及び下方制御された遺伝子が、非常に異なるプロセスと関連したことが明らかになった。内因性皮膚老化において下方制御された遺伝子は、表皮及びケラチノサイトに関連する多くのプロセスと関連した。最も主要なものは、表皮バリア機能において重要な脂質の合成に関与する、脂質生合成経路に関連する用語であった。上皮生態に関するより具体的な用語「外胚葉発生」は、下方制御された遺伝子と関連した。関連用語「表皮発生」（ｐ＜０．００１）は、それがｐ値カットオフを作らなかったため、表に含まれなかったが、それもまた、下方制御された遺伝子と関連した。表皮機能である、色素沈着（メラニン形成）の制御に関する用語もまた、下方リスト解析に対して有意であった。紫外線老化の解析において見られるように、上方制御されたテーマは、間葉細胞に関する種々の発生プロセスを含んだ。皮膚には無関係と思われ得る、「骨化」等の用語の出現は、種々の制御経路及び関連遺伝子が、細胞系統と関連する多くのプロセスに関与するという事実によるものであった。骨基質細胞は、間葉由来である。用語「間葉細胞増殖の制御」（紫外線老化解析において高度に有意）は、それがｐ値カットオフを作らなかったため、表に含まれなかったが、内因性老化における上方リストに対して、ｐ＜０．００１で有意であった。
内因性老化６００シグネチャー遺伝子リスト（実施例３に記載され、表Ａ及びＢに記載されるトップ３００の上方及び下方制御された遺伝子として定義される）もまた、テーマ解析（図示せず）を受け、それにより、内因性老化データセット全体で得られるものと同様の、有意な用語パターンが明らかになった。上方制御された遺伝子リストは、線維芽細胞又は間葉細胞と関連する生物学的プロセスに関与する遺伝子を含有し、下方制御されたリストは、表皮プロセス及びケラチノサイトとより密接に関連する遺伝子を含有した。これらのテーマ解析の結果は、線維芽細胞の、内因性老化の上方制御された遺伝子発現シグネチャーへの強い関連性、及びそれらのシグネチャー全体への選択的関連、並びにケラチノサイトインスタンスの、下方制御された遺伝子発現シグネチャーへの選択的関連性に対する、論理的根拠を示唆する。全体的に見れば、内因性老化シグネチャーは、内因性老化における生態を反映する。
紫外線老化及び内因性老化において制御される遺伝子に対して実施される、生物学的テーマ解析は、皮膚老化のこれらの２つの態様における主要な生態の差を実証する。主要な差は、内因性老化におけるケラチノサイト分化と関連するプロセスの、明らかにより大きい下方制御に関連した。これらの解析は更に、老化皮膚を治療する化粧品材料を同定するために、Ｃマップデータベースにクエリを行う際に、紫外線老化及び内因性老化の両方に対するシグネチャーを使用する価値を裏付ける。また、これらの解析は更に、紫外線老化皮膚を改善するための化粧剤を同定するために、線維芽細胞株が、ケラチノサイト細胞株よりも有用であるという非直感的結果を裏付ける。本明細書に記載される研究はまた、Ｃマップ方法及びシステムを使用して、細胞型特異的信号が全層生検から検出され得ることを実証する。
（実施例６）
アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物に対する関連性マップ結果
本実施例では、抗老化顔面効果研究に対する候補であった２０の物質を、線維芽細胞及びケラチノサイトにおいて試験した。各サンプル化合物に対してマイクロアレイ解析を実施し、プローブセットＩＤの順序付きリストを、データベース中にインスタンスとして記憶した。インスタンスに対して紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーを比較し、関連性スコアを得た。
スクリーニングした２０の候補のうち、２つは、ＢＪ線維芽細胞において試験した時に、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーへの一貫した関連性を示した。これらの物質、アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物に対する詳細な結果を表６に示す。内因性老化及び紫外線老化の両方が、有害な状態と見なされるため、遺伝子発現シグネチャーのうちの一方又は両方を逆にする傾向がある物質を見つけることが好ましい。かかる物質は、負の関連性スコアを有し、スコアが負であればあるほど、負の関連性はより強くなる。アーティチョーク葉抽出物の全ての線維芽細胞インスタンスが、３つの紫外線老化遺伝子発現シグネチャーと一貫して負に関連したことが、表６でわかる。アーティチョーク葉抽出物はまた、線維芽細胞において試験した時に、内因性老化シグネチャーで一貫して負のスコアであったが、スコアは、より弱く、いくつかのヌル又はゼロスコアが存在した。ヌルスコアは、同一の指向性を示す全ての他のスコアとの一貫性がないとは見なされない。ケラチノサイトにおいて試験した時に、アーティチョーク葉抽出物は、紫外線老化及び内因性老化遺伝子発現シグネチャーの両方への概して弱い正の関連性を示した。したがって、線維芽細胞及びケラチノサイトにおける試験は、一貫性のない結果をもたらした。同様に、イナゴマメ種子抽出物の線維芽細胞インスタンスは、紫外線老化遺伝子発現シグネチャーへの負の関連性のパターンを示し、遺伝子シグネチャーの両方のセットを有するケラチノサイトインスタンスで、一貫性のない結果が得られた。
Figure 2014513791
 1 ０．０１％の濃度の、アーティチョーク葉抽出物又はイナゴマメ種子抽出物のうちの１つを使用して、試験組成物を調製した。
2 アーティチョーク葉抽出物の一例は、商標名Ｂｉｏｂｅｎｉｆｉｔｙ（商標）で、Ｉｃｈｉｍａｒｕ Ｐｈａｒｃｏｓ，Ｊａｐａｎから入手可能である。
3 イナゴマメ種子抽出物一例は、商標名Ｇｌｙｃｏ−Ｒｅｐａｉｒ（商標）で、Ｓｉｌａｂ，Ｆｒａｎｃｅから入手可能である。
皮膚老化遺伝子発現シグネチャーの、線維芽細胞から得られるインスタンスへの強い選択的関連があるという発見を考慮して、線維芽細胞の関連に対して最適化される更なる遺伝子発現シグネチャーもまた、化粧品材料をスクリーニングするために生成した。線維芽細胞の紫外線老化遺伝子発現シグネチャーへの関連が、内因性老化遺伝子発現シグネチャーへの関連よりも強かったため、実施例２における老化皮膚ゲノミクス研究からの紫外線老化データのみを使用した。≧１０％の存在コールを有したＢＪ線維芽細胞のマイクロアレイ解析から選択される遺伝子に対しても、マイクロアレイプローブセットをフィルタリングしたことを除いて、実施例３の紫外線老化シグネチャーと同様に、修飾された遺伝子発現シグネチャーを生成し、ここで、３０の対照及び化学的に処理された培養からのデータから、ＢＪ線維芽細胞のマイクロアレイ解析を得た。修飾された遺伝子発現シグネチャーが、線維芽細胞において実際に発現する遺伝子に相補的なプローブのみを含有するように、このフィルタを追加した。加えて、修飾された遺伝子発現シグネチャーにおいて使用されるプローブを、以下のフィルタを使用して同定した。
（ｉ）「シグネチャー１」ログｔ検定ランク上でフィルタリング；高齢及び若年の腕の比較における、最高ランクの１００の上方制御された、及び１００の下方制御されたプローブセット。
（ｉｉ）「シグネチャー２」ログｔ検定ランク上でフィルタリング；高齢及び若年の腕の比較における、最高ランクの１５０の上方制御された、及び１５０の下方制御されたプローブセット。
（ｉｉｉ）「シグネチャー３」（表Ｉに記載される識別子）ログｔ検定ランク上でフィルタリング；高齢及び若年の腕の比較における、最高ランクの２００の上方制御された、及び２００の下方制御されたプローブセット。
Figure 2014513791
 1 Ｃマップインスタンスは、表６にあるものと同一である。線維芽細胞での結果のみを示す。
表７に記載する結果は、スコアがより強いことを除いて、表６に示す紫外線老化シグネチャーに対する結果と同様である。
試験される物質が遺伝子発現シグネチャーに対してヒットと見なされたかどうかを決定するために、Ｃマップスコアの全体的な重み付けを使用した。カテゴリー（例えば、紫外線老化又は内因性老化）中の各シグネチャーに対して、ヒットを同定し、表８の基準を使用して重みを与えた。スコアの所望の指向性は、解析が、紫外線老化のような状態を改善する（負のスコア）、又は既知の有益剤と同様である（正のスコア）、物質を同定することを目的としているかどうかによって決まる。限られた数の複製がＣマップデータベースにおける物質に対して利用可能であるため、この発見的方法を適用した。
Figure 2014513791
 1 これらの解析を行った時に、Ｃマップデータベース中に、４０００を超える化学物質インスタンスが存在した。
シグネチャーの各セットに対して平均の重みを計算した（例えば、実施例２に記載され、表Ｃ及びＤから得られる、３つの紫外線老化シグネチャー）。物質は、シグネチャーに対するそれらの平均の重みが、表９に記載されるようなものであった場合、ヒットと見なされた。
Figure 2014513791
アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物に対する重みを付けられた解析の結果を、表１０に示す。平均ヒット重みに基づき、アーティチョーク葉抽出物は、線維芽細胞において試験される時に、紫外線老化シグネチャーに対する全体的な負のヒット、及び内因性老化シグネチャーに対する弱い負のヒットと見なされた。イナゴマメ種子抽出物は、線維芽細胞に対して最適化される紫外線老化シグネチャーに対して、弱い負のヒットであった。紫外線老化シグネチャーの、線維芽細胞から得られるインスタンスへの強い選択的関連を考慮すると（上述）、ケラチノサイトデータを除外し、線維芽細胞データのみを、アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物がインビボ試験に進められるべきかどうか決定するための証拠の重みの一部として使用した。
Figure 2014513791
（実施例７）
アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物に対するインビトロ及びインビボ結果
Ｃマップは、老化皮膚を改善することができる薬剤の同定に対するその予測性が、臨床試験によって実証されるべきである、仮説を生むツールである。アーティチョーク葉抽出物及びイナゴマメ種子抽出物を臨床試験に供する前に、証拠の重みを構築するためにインビトロ試験に供した。皮膚同等培養物を以下に記載する物質で処理し、プロコラーゲン、ヒアルロン酸、フィブロネクチン、及びマトリックスメタロプロテアーゼ１（ＭＭＰ１）活性の阻害を含む、化粧品の効果に関する終点に対してアッセイした。
インビトロ試験手順：
ヒト皮膚同等培養物（ＥＦＴ−４００全層皮膚モデル、ＭａｔＴｅｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｓｈｌａｎｄ ＭＡ）を、３７℃、及び５％ ＣＯ2で、一晩平衡化した。培養物を２４時間、４０μＬの試験物質で局所的に処理した。評価した試験物質は、３．０％の加水分解されたイナゴマメ種子抽出物の市販調製物、又は３．５％のアーティチョーク葉抽出物の市販調製物の水溶液であった。対照培養物を水溶媒のみで処理した。試験物質での処理後、培養物をＰＢＳで洗い流した。プロコラーゲン及びヒアルロン酸測定のために、５ｍｍのパンチ生検サンプルを採取し、各培養物の残量を、細胞生存（ＭＴＴ）解析のために使用した。
細胞生存のために試験される培養物を、各ウェル中に２ｍＬのＭＴＴ溶液（ＭＴＴキット、ＭａｔＴｅｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含有する、新しい６ウェルプレートに移し、３時間インキュベートした。次いで、培養物をウェルから取り出し、ブロット乾燥し、各ウェル中に３ｍＬの抽出溶液を含有する、新しい６ウェルプレートに移した。１ｍＬの抽出溶液を各培養物に局所的に添加し、プレートを室温で２時間、振とう器上に配置した。抽出溶液のアリコート（２００μＬ）を各培養ウェルから取り出し、９６ウェル平底プレートに移し、Ａ570で読み出した。
プロコラーゲン及びヒアルロン酸解析のための培養サンプルを、１ｍＬの弱いタンパク質抽出物試薬（Ｔ−ｐｅｒ，Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）でインキュベートし、次いで、ミキサーミル（Ｍｏｄｅｌ ＭＭ ３００，Ｑｉａｇｅｎ Ｉｎｃ．，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）で６分間均質化した。次いで、サンプルを、４℃で１５分間、１０，０００ｒｐｍで遠心分離し、可溶性分画を採取した。タンパク質濃度を定量化するために、上清を、Ｍｉｃｒｏ ＢＣＡ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ（Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）で解析した。プロコラーゲン１の解析に対して、上清サンプルをアッセイ緩衝液中で１：５に希釈し、市販のＥＬＩＳＡキット（Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ Ｉｎｃ．，Ｓｈｉｇａ，Ｊａｐａｎ）で解析した。ヒアルロン酸解析に対して、上清サンプルをアッセイ緩衝液中で１：３００に希釈し、市販のＥＬＩＳＡキット（Ｃｏｒｇｅｎｉｘ，Ｂｒｏｏｍｆｉｅｌｄ ＣＯ）で解析した。プロコラーゲン及びヒアルロン酸を、各培養に対するタンパク質レベルに正規化し、溶媒対照のａ ％として表現した。スチューデントのｔ検定を使用して、溶媒対照に対する統計的比較を行った。
インビトロ試験結果：
Figure 2014513791
 * は、ｐ＜０．０５を示す；ｎｃ＝対照に対して変化なし
これらの結果は、３．０％の加水分解されたイナゴマメ種子抽出物の市販調製物で処理されるヒト皮膚培養物が、プロコラーゲン（真皮マトリックスコラーゲンの前駆体）及びヒアルロン酸（水に結合し、皮膚に水分を補給するマトリックス成分）の発現を有意に（ｐ＜０．０５）増加させたことを示す。３．５％のアーティチョーク葉抽出物の市販調製物で処理される培養物は、プロコラーゲン及びヒアルロン酸の有意に増加した発現をもたらし、また、ＭＭＰ−１発現（真皮マトリックスを損傷する皮膚老化及び炎症において増加する酵素）を有意に減少させた。
インビボ試験手順
研究設計は、中程度から重度（moderate to moderately-severe）の紫外線老化した顔面皮膚を有する、４０〜６５歳の女性の小皺及び皺、フィッツパトリック皮膚型Ｉ〜ＩＩＩを評価するための１３週間、ランダム化、二重盲検、溶媒制御、分割面研究であった。研究の持続期間は、溶媒生成物による１週間の前提条件調整、続いて、１２週間の顔面皮膚への毎日２回の試験生成物の適用を含んだ。対象の顔面皮膚の高密度デジタル画像を、６０ｍｍのＮｉｋｏｎレンズを有するＦｕｊｉ Ｓ２ ＰｒｏデジタルＳＬＲカメラで撮った。基準画像、４、８、及び１２週目の画像を撮った。各被験者に対する一致基準画像と比較して、４、８、及び１２週目の目の周りの小皺及び皺における変化の程度を決定するために、熟練した評価者による０〜８の評価尺度で、符号化画像を評価した。
パネリストによって使用される試験生成物は、３．０％の加水分解されたイナゴマメ種子抽出物又は３．５％のアーティチョーク葉抽出物の市販調製物を含有し、それぞれは、水中油型製剤中で調製した。対照は、水中油型製剤のみであった。
インビボ試験結果：
Figure 2014513791
これらの結果は、３．０％のイナゴマメ種子抽出物の市販調製物を含有する試験生成物が、４、８、及び１２週目に、同時の溶媒対照生成物と比較して、目の周りの小皺及び皺における有意な（ｐ＜０．０５）改善をもたらしたことを示す。３．５％のアーティチョーク葉抽出物の市販調製物を含有する試験生成物は、１２週目に、同時の溶媒対照生成物と比較して、目の周りの小皺及び皺における有意な改善をもたらした。全体的に見ると、インビボ試験結果は、皮膚抗老化薬剤を同定するための本明細書に記載する方法の予測性を実証する。
本願に引用される全ての文書は、特に除外すること又は限定することを明言しない限りにおいて、その全容にわたって本願に援用するものである。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の全ての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれた文献における同一の用語のいずれかの意味又は定義と相反する限りにおいて、本書においてその用語に与えられた定義又は意味が適用されるものとする。
本明細書に開示される値は、列挙される正確な数値に厳しく限定されると理解されるべきではない。それよりむしろ、特に指定されない限り、こうした値はそれぞれ、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。
本発明は、本明細書に記載される特定の実施例に限定されると見なされるべきではなく、むしろ、本発明の全ての態様を含めると理解されるべきである。種々の修正、同等のプロセス、並びに本発明が適用可能であり得る多くの構造及びデバイスは、当業者に容易に明らかとなるであろう。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が行われてもよく、それが、本明細書に記載されるものに限定されると見なされるものではないことを理解するであろう。本発明のいくつかの実施例は、以下の節に記載される。
１．１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性の同定に使用するための、データアーキテクチャを構築するための方法であって、
（ａ）対照ヒト真皮線維芽細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、
（ｂ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒト真皮線維芽細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、
（ｃ）（ａ）及び（ｂ）の遺伝子発現プロファイルと比較することによって、少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、
（ｄ）差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、識別子が、遺伝子の差次的発現に従って順序付けられる、工程と、
（ｅ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、線維芽細胞インスタンスとして、順序付きリストを記憶する工程と、
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことによって、記憶された線維芽細胞インスタンスのデータアーキテクチャを構築する工程であって、工程（ａ）の少なくとも１つの摂動因子が、各線維芽細胞インスタンスに対して異なる、工程と、を含む、方法。
２．工程（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）のうちの１つ以上を実施するために、プログラム可能コンピュータを使用する工程を含む、第１節に記載の方法。
３．順序付きリストが、順序付きリスト中のそのランクに対応する識別子に対する数値的ランクと関連して、識別子の順序付きリストを含む、第１節に記載の方法。
４．生成する工程が、処理細胞から生体サンプルを抽出し、生体サンプルをマイクロアレイ解析に供することによって実施される、第１節に記載の方法。
５．生体サンプルが、ｍＲＮＡを含む、第１節に記載の方法。
６．マイクロアレイが、大域的マイクロアレイ又は特異的マイクロアレイであり、特異的マイクロアレイが、細胞表現型に対する遺伝子発現シグネチャーに対応する遺伝子にハイブリッド形成するオリゴヌクレオチドを含む、第１節に記載の方法。
７．工程（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことによって、記憶されたインスタンスのデータアーキテクチャを構築する工程が、約５０〜約５０，０００のインスタンスに対して、工程（ａ）〜（ｅ）を繰り返す工程を含む、第１節に記載の方法。
８．記憶されたインスタンスの遺伝子発現データベースを構築する工程が、約１０００〜約２０，０００のインスタンスに対して、工程（ａ）〜（ｅ）を繰り返す工程を含む、第７節に記載の方法。
９．少なくとも１つの摂動因子が、化粧剤である、第１節に記載の方法。
１０．異なる摂動因子のそれぞれが、化粧剤である、第１節に記載の方法。
１１．識別子が、遺伝子名、遺伝子記号、マイクロアレイプローブセットＩＤ値、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、第１節に記載の方法。
１２．順序付きリストが、最も上方制御された遺伝子と関連する識別子が、順序付きリストの最上部に位置付けられ、最も下方制御された遺伝子と関連する識別子が、順序付きリストの最下部に位置付けられるように配列される、第１節に記載の方法。
１３．各インスタンスの順序付きリストが、差次的に発現しない各遺伝子と関連する識別子が、最も上方制御された遺伝子と関連する識別子と、最も下方制御された遺伝子と関連する識別子との間に位置付けられるように配列される、第１２節に記載の方法。
１４．各インスタンスが、約１，０００〜約５０，０００の識別子を含む、第１節に記載の方法。
１５．各インスタンスが、インスタンスと関連する少なくとも１つの摂動因子に対するメタデータを含む、第１節に記載の方法。
１６．
（ａ）対照ヒトケラチノサイト細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、
（ｂ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒトケラチノサイト細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、
（ｃ）（ｇ）及び（ｈ）の遺伝子発現プロファイルと比較することによって、少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、
（ｄ）差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、識別子が、（ｉ）において同定される遺伝子の差次的発現に従って順序付けられる、工程と、
（ｅ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、ケラチノサイトインスタンスとして、工程（ｊ）において作成される順序付きリストを記憶する工程と、
（ｆ）（ｇ）〜（ｋ）を繰り返すことによって、記憶されたケラチノサイトインスタンスのデータベースを構築する工程であって、工程（ｈ）の少なくとも１つの摂動因子が、各ケラチノサイトインスタンスに対して異なる、工程と、を更に含む、第１節に記載の方法。
１７．工程（ａ）の少なくとも１つの摂動因子は、工程（ｇ）の少なくとも１つの摂動因子と同一である、第１６節に記載の方法。
１８．少なくとも１つの摂動因子が、植物である、第１節に記載の方法。
１９．植物が、植物の根、茎、樹皮、葉、種、又は果実のうちの１つ以上に由来する、第１８節に記載の方法。
２０．少なくとも１つの摂動因子が、ビタミン化合物、糖アミン、植物ステロール、ヘキサミジン、ヒドロキシ酸、セラミド、アミノ酸、及びポリオールからなる群から選択される、第１節に記載の方法。
２１．ビタミン化合物が、ビタミンＢ３化合物、ビタミンＢ５化合物、ビタミンＢ６化合物、ビタミンＢ９化合物、ビタミンＡ化合物、ビタミンＣ化合物、ビタミンＥ化合物、並びにそれらの誘導体及び組み合わせからなる群から選択される、第２０節に記載の方法。
２２．ビタミン化合物が、レチノール、レチニルエステル、ナイアシンアミド、葉酸、パンテノール、アスコルビン酸、トコフェロール、及び酢酸トコフェロールからなる群から選択される、第２０節に記載の方法。
２３．老化した皮膚を治療するために有効な化粧剤を同定するのに役立つ関連性を生成するために、第１節に記載のデータアーキテクチャを実行するための方法であって、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーでデータアーキテクチャにクエリを行う工程を含み、クエリを行う工程が、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、各記憶された線維芽細胞インスタンスと比較する工程を含み、皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、少なくとも１つの皮膚の老化状態と関連して差次的に発現した遺伝子を表す、方法。
２４．少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーの、各記憶された線維芽細胞インスタンスとの比較が、プログラム可能コンピュータによって実施される、第２３節に記載の方法。
２５．少なくとも１つの皮膚の老化状態が、内因性皮膚老化状態、紫外線老化皮膚状態、及びそれらの組み合わせから選択される、第２３節に記載の方法。
２６．少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、（ｉ）対照と比較して、少なくとも１つの皮膚の老化状態において上方制御された発現を有する遺伝子を同定する工程と、（ｉｉ）対照と比較して、少なくとも１つの皮膚の老化状態において下方制御された発現を有する遺伝子を同定する工程と、（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）において同定される複数の遺伝子に対応する識別子を含む、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーと関連する、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを作成する工程と、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを記憶する工程と、を含む方法によって構築される、第２３節に記載の方法。
２７．少なくとも１つの皮膚の老化状態において上方制御された発現を有する遺伝子の数が、約１０〜約４００であり、少なくとも１つの皮膚の老化状態において下方制御された発現を有する遺伝子の数が、約１０〜約４００である、第２６節に記載の方法。
２８．上方制御された遺伝子の約８０％〜約１００％に対する識別子が、表Ｃにあるように記載され、下方制御された遺伝子の約８０％〜約１００％に対する識別子が、表Ｄにあるように記載される、第２７節に記載の方法。
２９．（ｉ）及び（ｉｉ）において同定される遺伝子を表す識別子が、遺伝子名、遺伝子記号、及びマイクロアレイプローブセットＩＤ値からなる群から選択される、第２３節に記載の方法。
３０．１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストが、（ｉ）において同定される複数の上方制御された遺伝子を表す、第１のリストと、（ｉｉ）において同定される複数の下方制御された遺伝子を表す、第２のリストとを含む、第２６節に記載の方法。
３１．少なくとも１つの皮膚サンプルが、少なくとも１つの皮膚状態を示す被験者から採取され、生体サンプルが、皮膚サンプルから抽出され、少なくとも１つの皮膚サンプルの遺伝子発現プロファイルが、工程（ｉ）及び（ｉｉ）のうちの少なくとも１つの前に生成される、第２６節に記載の方法。
３２．少なくとも１人の被験者が、約１８歳〜約８０歳である、第３１節に記載の方法。
３３．皮膚サンプルが、被験者の表皮及び真皮層からの細胞を含む、第３１節に記載の方法。
３４．比較する工程が、複数のインスタンスのそれぞれに関連性スコアを割り当てる工程を更に含む、第２３節に記載の方法。
３５．複数の関連性スコアが、正相関を表し、複数の関連性スコアが、負相関を表す、第３４節に記載の方法。
３６．関連性スコアが、＋２〜−２の値を有する、第３４節に記載の方法。
３７．１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性を同定することによって、スキンケア組成物を配合するための方法であって、
（ａ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に記憶される、複数のインスタンスにアクセスする工程であって、各インスタンスが、摂動因子及び皮膚細胞型と関連し、各インスタンスが、複数の上方制御された、及び複数の下方制御された遺伝子を表す、複数の識別子を含む、順序付きリストを含む、工程と、
（ｂ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に記憶される、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーにアクセスする工程であって、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、皮膚の老化状態と関連する、複数の上方制御された遺伝子及び複数の下方制御された遺伝子を表す、複数の識別子を含む、１つ以上のリストを含む、工程と、
（ｃ）少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、複数のインスタンスと比較する工程であって、この比較が、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリスト中の各識別子を、複数のインスタンスのそれぞれに対する順序付きリスト中の同一の識別子の位置と比較する、工程と、
（ｄ）複数のインスタンスのそれぞれに、関連性スコアを割り当てる工程と、
（ｅ）皮膚科学的に許容可能な担体と少なくとも１つの摂動因子とを含む、スキンケア組成物を配合する工程であって、少なくとも１つの摂動因子と関連するインスタンスの関連性スコアが、負相関を有する、工程と、を含む、方法。
３８．スキンケア組成物を、皮膚の老化状態を有する複数の被験者に適用する工程を更に含む、第３７節に記載の方法。
３９．スキンケア組成物が、複数の被験者のうちの１人以上の顔の小皺又は皺の外見を改善する、第３８節に記載の方法。
４０．識別子が、遺伝子名、遺伝子記号、及びマイクロアレイプローブセットＩＤ値からなる群から選択される、第３７節に記載の方法。
４１．各インスタンスが、約５０〜約４００の識別子を含む、第３７節に記載の方法。
４２．複数のインスタンスが、約５０〜約５０，０００のインスタンスを含む、第３７節に記載の方法。
４３．複数のインスタンスが、約１０００〜約２０，０００のインスタンスを含む、第３７節に記載の方法。
４４．少なくとも１つの摂動因子が、化粧剤である、第３７節に記載の方法。
４５．少なくとも１つの摂動因子が、植物である、第３７節に記載の方法。
４６．植物が、植物の根、茎、樹皮、葉、種、又は果実のうちの１つ以上に由来する、第４５節に記載の方法。
４７．工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）のうちの１つ以上が、プログラム可能コンピュータによって実施される、第３７節に記載の方法。
４８．少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを含み、複数のインスタンスのそれぞれが、複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーのそれぞれに対して、それに割り当てられる関連性スコアを有する、第３７節に記載の方法。
４９．複数のインスタンスのそれぞれに対する関連性スコアが、複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーのそれぞれに対する、各インスタンスに割り当てられる関連性スコアの組み合わせである、第４８節に記載の方法。
５０．複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、複数の紫外線老化遺伝子発現シグネチャーを含む、第４９節に記載の方法。
５１．複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、複数の内因性老化遺伝子発現シグネチャーを含む、第４９節に記載の方法。
５２．複数の皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、複数の紫外線老化遺伝子発現シグネチャー及び複数の内因性老化遺伝子発現シグネチャーを含む、第４９節に記載の方法。
５３．複数の内因性老化遺伝子発現シグネチャーのそれぞれが、複数の上方制御された遺伝子及び複数の下方制御された遺伝子を表す、複数の識別子を含む、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを含み、上方制御された遺伝子の約８０％〜約１００％に対する識別子が、表Ａに記載され、下方制御された遺伝子の約８０％〜約１００％に対する識別子が、表Ｂに記載される、第５２節に記載の方法。
５４．スキンケア組成物の少なくとも１つの摂動因子と関連するインスタンスに割り当てられる各関連性スコアが、負相関を有する、第４９節に記載の方法。
５５．複数のインスタンスが、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上のデータベース中に記憶される、第３７節に記載の方法。
５６．複数のインスタンスが、第１の皮膚細胞型と関連する複数のインスタンスと、第２の皮膚細胞型と関連する複数のインスタンスとを含む、第５５節に記載の方法。
５７．第１の皮膚細胞型が、ヒト真皮線維芽細胞であり、第２の皮膚細胞型が、ヒトケラチノサイトである、第５６節に記載の方法。
５８．複数のインスタンスのそれぞれが更に、皮膚細胞型、及びそれと関連する摂動因子と関連する、メタデータを更に含む、第５５節に記載の方法。
５９．メタデータが、皮膚細胞型に対する名前と、摂動因子に対する名前とを含む、第５８節に記載の方法。
６０．複数のインスタンスが、第１のデジタルファイル中に記憶され、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、第２のデジタルファイル中に記憶される、第３７節に記載の方法。
６１．第３７節に記載の方法に従って配合される、スキンケア組成物。
６２．１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性の同定で使用するための、遺伝子発現シグネチャーを生成するための方法であって、
（ａ）ヒト皮膚細胞の参照サンプルに対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、
（ｂ）少なくとも１つの皮膚の老化状態を示す被験者からのヒト皮膚細胞の少なくとも１つのサンプルに対する遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、
（ｃ）（ａ）及び（ｂ）において差次的に発現した遺伝子セットを含む、遺伝子発現シグネチャーを決定するために、（ａ）と（ｂ）の発現プロファイルを比較する工程と、
（ｄ）１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを作成するために、識別子を、遺伝子発現シグネチャーを構成する各遺伝子に割り当て、差次的発現の方向に従って、識別子を順序付ける工程と、
（ｅ）１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に記憶する工程と、を含む、方法。
６３．ヒト皮膚細胞が、皮膚の表皮又は真皮層のいずれかに由来し、被験者が、約１８歳〜約８０歳である、第６２節に記載の方法。
６４．少なくとも１つの皮膚の老化状態において差次的に上方制御された、約５０〜約４００の遺伝子、及び少なくとも１つの皮膚の老化状態において差次的に下方制御された、約５０〜約４００の遺伝子を有する、第６２節に記載の方法に従って決定される、遺伝子発現シグネチャー。
６５．識別子が、遺伝子名、遺伝子記号、及びマイクロアレイプローブセットＩＤからなる群から選択される、第６２節に記載の方法。
６６．ヒト皮膚細胞の少なくとも１つのサンプルが、複数のサンプルを含み、複数の皮膚サンプルのうちの１つが、日光に曝露された部位から採取され、複数の皮膚サンプルのうちの１つが、日光から保護された部位から採取される、第６２節に記載の方法。
６７．日光に曝露された部位が、前腕上にあり、日光から保護された部位が、臀部上にある、第６６節に記載の方法。
６８．１つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性を同定するためのシステムであって、
（ａ）複数のインスタンスと、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーとを記憶した、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、インスタンス及び遺伝子発現シグネチャーが、ヒト真皮線維芽細胞から得られ、各インスタンスが、差次的に発現した遺伝子のランク付けられた識別子のインスタンスリストを含み、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、皮膚の老化状態と関連する差次的に発現した遺伝子を表す、識別子の１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを含む、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体と、
（ｂ）プログラム可能コンピュータに以下：
（ｉ）コンピュータ可読媒体上に記憶される、複数のインスタンス及び少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーにアクセスする工程、
（ｉｉ）少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、複数のインスタンスと比較する工程であって、この比較が、遺伝子発現シグネチャーリスト中の各識別子を、複数のインスタンスのそれぞれに対するインスタンスリスト中の同一の識別子の位置と比較する、工程、
（ｉｉｉ）複数のインスタンスのそれぞれに、関連性スコアを割り当てる工程、のうちの１つ以上を実行させる、コンピュータ可読命令を含む、プログラム可能コンピュータと、を備える、システム。
６９．ヒトケラチノサイト細胞から得られる、複数のインスタンス及び少なくとも１つの遺伝子発現シグネチャーを更に含む、第６８節に記載のシステム。
７０．ヒト真皮線維芽細胞及び／又はヒトケラチノサイト細胞を含むサンプルを受容するための、マイクロアレイスキャナーと、スキャナーから第１のプログラム可能コンピュータに、遺伝子発現データを伝送するための、第２のプログラム可能コンピュータと、を更に備える、第６８節に記載のシステム。
７１．真皮線維芽細胞及びケラチノサイト細胞に適用するための、摂動因子のアレイを更に含む、第７０節に記載のシステム。
７２．複数のインスタンスが、約５０〜約５０，０００のインスタンスを含む、第６８節に記載のシステム。
７３．複数のインスタンスが、約１，０００〜約２０，０００のインスタンスを含む、第６８節に記載のシステム。
７４．表Ａ及びＢに記載される遺伝子から選択される遺伝子からなる、本質的に老化した皮膚に対する、遺伝子発現シグネチャー。
７５．第７４節に記載の遺伝子発現シグネチャーに対して選択される遺伝子にハイブリッド形成する、オリゴヌクレオチドの固定化アレイ。
７６．プログラム可能コンピュータによってアクセス可能なメモリデバイス上に記憶される、第７４節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
７７．表Ａ中に、上方制御されることが同定される５０〜３００の遺伝子を含む、第７４節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
７８．表Ｂ中に、下方制御されることが同定される５０〜３００の遺伝子を含む、第７４節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
７９．上方制御されることが同定される遺伝子セット、及び下方制御されることが同定される遺伝子セットを含む、第７４節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
８０．表Ｃ及びＤに記載される遺伝子から選択される遺伝子からなる、紫外線老化皮膚に対する、遺伝子発現シグネチャー。
８１．第８０節に記載の遺伝子発現シグネチャーに対して選択される遺伝子にハイブリッド形成する、オリゴヌクレオチドの固定化アレイ。
８２．プログラム可能コンピュータによってアクセス可能なメモリデバイス上に記憶される、第８０節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
８３．表Ｃ中に、上方制御されることが同定される５０〜３００の遺伝子を含む、第８０節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
８４．表Ｄ中に、下方制御されることが同定される５０〜３００の遺伝子を含む、第８０節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
８５．上方制御されることが同定される遺伝子セット、及び下方制御されることが同定される遺伝子セットを含む、第８０節に記載の遺伝子発現シグネチャー。
８６．コンピュータ可読媒体であって、
それぞれのスプレッドシート、ワープロ、又はデータベースコンピュータプログラムによって読まれることが好適な、スプレッドシートファイル形式、ワープロファイル形式、又はデータベースファイル形式で記憶される、デジタルファイルを含む、データアーキテクチャを備え、第１のデジタルファイルが、それぞれのスプレッドシート、ワープロ、又はデータベースコンピュータプログラムによって読まれる時に、複数の識別子を含む、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを提供するように配列されるデータを含み、
各識別子が、表Ａ〜Ｄのいずれかに記載される遺伝子を表す、マイクロアレイプローブセットＩＤ、ヒト遺伝子名、ヒト遺伝子記号、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストのそれぞれが、約５０〜約６００の識別子を含む、コンピュータ可読媒体。
８７．デジタルファイルを読むためのコンピュータ可読命令を更に備える、第８６節に記載のコンピュータ可読媒体。
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Claims (15)

  1. １つ以上の皮膚の老化状態と関連する、摂動因子と遺伝子との間の関連性の同定に使用するための、データアーキテクチャを構築するための方法であって、
    （ａ）対照ヒト真皮線維芽細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、
    （ｂ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒト真皮線維芽細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、
    （ｃ）（ａ）及び（ｂ）の前記遺伝子発現プロファイルと比較することによって、前記少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、
    （ｄ）前記差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、前記識別子が、前記遺伝子の前記差次的発現に従って順序付けられる、工程と、
    （ｅ）少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、線維芽細胞インスタンスとして、前記順序付きリストを記憶する工程と、
    （ｆ）（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことによって、記憶された線維芽細胞インスタンスのデータアーキテクチャを構築する工程であって、工程（ａ）の前記少なくとも１つの摂動因子が、各線維芽細胞インスタンスに対して異なる、工程と、を含む、方法。
  2. （ａ）対照ヒトケラチノサイト細胞に対する遺伝子発現プロファイルを提供する工程と、
    （ｂ）少なくとも１つの摂動因子に曝露されるヒトケラチノサイト細胞に対する、遺伝子発現プロファイルを生成する工程と、
    （ｃ）（ｇ）及び（ｈ）の前記遺伝子発現プロファイルと比較することによって、前記少なくとも１つの摂動因子に反応して差次的に発現した遺伝子を同定する工程と、
    （ｄ）前記差次的に発現した遺伝子を表す識別子を含む、順序付きリストを作成する工程であって、前記識別子が、（ｉ）において同定される前記遺伝子の前記差次的発現に従って順序付けられる、工程と、
    （ｅ）前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、ケラチノサイトインスタンスとして、工程（ｊ）において作成される前記順序付きリストを記憶する工程と、
    （ｆ）（ｇ）〜（ｋ）を繰り返すことによって、記憶されたケラチノサイトインスタンスのデータベースを構築する工程であって、工程（ｈ）の前記少なくとも１つの摂動因子が、各ケラチノサイトインスタンスに対して異なる、工程と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
  3. 工程（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、及び（ｌ）のうちの１つ以上を実施するために、プログラム可能コンピュータを使用する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記生成する工程が、前記処理細胞から生体サンプルを抽出し、前記生体サンプルをマイクロアレイ解析に供することによって実施される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記マイクロアレイ解析が、大域的マイクロアレイ又は特異的マイクロアレイを含み、前記特異的マイクロアレイが、細胞表現型に対する遺伝子発現シグネチャーに対応する遺伝子にハイブリッド形成するオリゴヌクレオチドを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 老化した皮膚を治療するために有効な化粧剤を同定するのに役立つ関連性を生成するために、請求項１〜５のいずれか一項に記載の前記データアーキテクチャを実行するための方法であって、少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーで前記データアーキテクチャにクエリを行う工程を含み、クエリを行う工程が、前記少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーを、各記憶された線維芽細胞インスタンスと比較する工程を含み、前記皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、少なくとも１つの皮膚の老化状態と関連して差次的に発現した遺伝子を表す、方法。
  7. 前記少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、（ｉ）対照と比較して、前記少なくとも１つの皮膚の老化状態において上方制御された発現を有する遺伝子を同定する工程と、（ｉｉ）対照と比較して、前記少なくとも１つの皮膚の老化状態において下方制御された発現を有する遺伝子を同定する工程と、（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）において同定される複数の前記遺伝子に対応する識別子を含む、前記少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーと関連する、１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを作成する工程と、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体上に、前記１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストを記憶する工程と、を含む方法によって構築される、請求項６に記載の方法。
  8. 少なくとも１つの皮膚サンプルが、前記少なくとも１つの皮膚状態を示す被験者から採取され、生体サンプルが、前記皮膚サンプルから抽出され、前記少なくとも１つの皮膚サンプルの遺伝子発現プロファイルが、前記工程（ｉ）及び（ｉｉ）のうちの少なくとも１つの前に生成される、請求項７に記載の方法。
  9. 前記皮膚サンプルが、前記被験者の表皮及び真皮層からの細胞を含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記比較する工程が、複数のインスタンスのそれぞれに関連性スコアを割り当てる工程を更に含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 皮膚科学的に許容可能な担体と少なくとも１つの摂動因子とを含む、スキンケア組成物を配合する工程を更に含み、前記少なくとも１つの摂動因子と関連する前記インスタンスの前記関連性スコアが、負相関を有する、請求項１０に記載の方法。
  12. ヒト真皮線維芽細胞及び／又はヒトケラチノサイト細胞を含むサンプルを受容するための、マイクロアレイスキャナーを提供する工程と、前記スキャナーから、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含有する第２のプログラム可能コンピュータに、遺伝子発現データを伝送するために、第１のプログラム可能コンピュータを構成する工程と、を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、表Ａ及びＢに記載される前記遺伝子から選択される遺伝子からなる、請求項６〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記少なくとも１つの皮膚老化遺伝子発現シグネチャーが、表Ｃ及びＤに記載される前記遺伝子から選択される遺伝子からなる、請求項６〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  15. 各識別子が、表Ａ〜Ｄのいずれかに記載の遺伝子を表す、マイクロアレイプローブセットＩＤ、ヒト遺伝子名、ヒト遺伝子記号、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記１つ以上の遺伝子発現シグネチャーリストのそれぞれが、約５０〜約６００の識別子を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
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