Progress in Lipid Research ( IF 14.0 ) Pub Date : 2022-08-19 , DOI: 10.1016/j.plipres.2022.101184 Parashara Shamaprasad 1 , Chloe O Frame 1 , Timothy C Moore 1 , Alexander Yang 1 , Christopher R Iacovella 1 , Joke A Bouwstra 2 , Annette L Bunge 3 , Clare McCabe 4
Skin's effectiveness as a barrier to permeation of water and other chemicals rests almost entirely in the outermost layer of the epidermis, the stratum corneum (SC), which consists of layers of corneocytes surrounded by highly organized lipid lamellae. As the only continuous path through the SC, transdermal permeation necessarily involves diffusion through these lipid layers. The role of the SC as a protective barrier is supported by its exceptional lipid composition consisting of ceramides (CERs), cholesterol (CHOL), and free fatty acids (FFAs) and the complete absence of phospholipids, which are present in most biological membranes. Molecular simulation, which provides molecular level detail of lipid configurations that can be connected with barrier function, has become a popular tool for studying SC lipid systems. We review this ever-increasing body of literature with the goals of (1) enabling the experimental skin community to understand, interpret and use the information generated from the simulations, (2) providing simulation experts with a solid background in the chemistry of SC lipids including the composition, structure and organization, and barrier function, and (3) presenting a state of the art picture of the field of SC lipid simulations, highlighting the difficulties and best practices for studying these systems, to encourage the generation of robust reproducible studies in the future. This review describes molecular simulation methodology and then critically examines results derived from simulations using atomistic and then coarse-grained models.
中文翻译:
使用分子模拟了解皮肤屏障
皮肤作为水和其他化学物质渗透屏障的有效性几乎完全取决于表皮的最外层,即角质层 (SC),它由被高度组织化的脂质薄层包围的角质细胞层组成。作为通过 SC 的唯一连续路径,透皮渗透必然涉及通过这些脂质层的扩散。SC 作为保护屏障的作用得到了其特殊的脂质成分的支持,该脂质成分由神经酰胺 (CER)、胆固醇 (CHOL) 和游离脂肪酸 (FFA) 组成,并且完全不含存在于大多数生物膜中的磷脂。分子模拟提供了与屏障功能相关的脂质构型的分子水平细节,已成为研究 SC 脂质系统的流行工具。我们回顾了这一不断增加的文献,其目标是 (1) 使实验性皮肤社区能够理解、解释和使用从模拟中生成的信息,(2) 为模拟专家提供 SC 脂质化学方面的坚实背景包括组成、结构和组织以及屏障功能,以及 (3) 展示 SC 脂质模拟领域的最新情况,强调研究这些系统的困难和最佳实践,以鼓励产生可靠的可重复研究将来。这篇综述描述了分子模拟方法,然后批判性地检查了使用原子模型和粗粒度模型进行模拟的结果。解释和使用从模拟中生成的信息,(2) 为模拟专家提供 SC 脂质化学的坚实背景,包括组成、结构和组织以及屏障功能,以及 (3) 呈现最先进的图片SC 脂质模拟领域,强调研究这些系统的困难和最佳实践,以鼓励在未来产生可靠的可重复研究。这篇综述描述了分子模拟方法,然后批判性地检查了使用原子模型和粗粒度模型进行模拟的结果。解释和使用从模拟中生成的信息,(2) 为模拟专家提供 SC 脂质化学的坚实背景,包括组成、结构和组织以及屏障功能,以及 (3) 呈现最先进的图片SC 脂质模拟领域,强调研究这些系统的困难和最佳实践,以鼓励在未来产生可靠的可重复研究。这篇综述描述了分子模拟方法,然后批判性地检查了使用原子模型和粗粒度模型进行模拟的结果。(3) 展示 SC 脂质模拟领域的最先进图片,强调研究这些系统的困难和最佳实践,以鼓励未来产生可靠的可重复研究。这篇综述描述了分子模拟方法,然后批判性地检查了使用原子模型和粗粒度模型进行模拟的结果。(3) 展示 SC 脂质模拟领域的最先进图片,强调研究这些系统的困难和最佳实践,以鼓励未来产生可靠的可重复研究。这篇综述描述了分子模拟方法,然后批判性地检查了使用原子模型和粗粒度模型进行模拟的结果。