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Study on the molecular mechanism whereby cosmetic skin-whitening ingredients induce leukoderma

Research Project

Project/Area Number 20K22885
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0902:General internal medicine and related fields
Research InstitutionTokyo Medical University

Principal Investigator

Katahira Yasuhiro  東京医科大学, 医学部, 助教(特任) (80881458)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords白斑症 / 感作 / ロドデノール / h-CLAT / h-CLATw/M / メラノサイト / 樹状細胞 / 共培養 / 代替法 / ROS / ATP / IL-12 / 細胞障害性T細胞 / 自己免疫性白斑症 / ハプテン / 自己免疫
Outline of Research at the Start

2013年に美白化粧品の有効成分でメラニン合成に重要なチロシナーゼ阻害剤ロドデノール(RD)による白斑発症が、社会問題になった。この原因は、チロシナーゼによるRDの代謝産物のメラノサイトに対する細胞毒性と、その代謝産物のハプテン化により誘導されたチロシナーゼ特異的細胞傷害性リンパ球(CTL)の細胞傷害による自己免疫性疾患と考えられている。ところが、この細胞毒性とCTL誘導との関係性やその作用機序については未だ不明の点が多い。本研究では作用機序の解明を目的とした共培養系を構築し、検討を重ね、さらに、白斑誘発性を予測する汎用性の高い評価系の開発も目指す。

Outline of Final Research Achievements

In 2013, the active ingredient of whitening cosmetics, rhododenol (RD), was regarded as a causative agent of vitiligo, but an in vitro experiment to detect its toxicity has not yet been established, and the mechanism of vitiligo is also not elusive.
We hypothesized that cell death of melanocytes, which are highly sensitive to RD, is caused by activating dendritic cells in the subskin layer and inducing autoimmunity, and established a new experimental system in which a melanoma cell layer was added to h-CLAT. This made it possible to evaluate the immunotoxicity of RD in the form of increased expression of the CD86 molecule, which is an index of sensitization, from the THP-1 cells in the lower layer. We also found that reactive oxygen species and extracellular ATP are involved in the activation of dendritic cells using this system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したin vitro実験系によって、事前の安全性試験でその毒性を知る事ができなかった化粧品成分のリスクを評価できた。ヒトの皮下の反応を模したこの実験系を用いる事で、ロドデノールによる白斑症発症までの詳細なメカニズムを解明できることが期待される。
また、h-CLATに追加する細胞層を別種の細胞に変えることで、特定の体組織の細胞との反応を介して間接的に免疫細胞を感作するような薬物毒性のスクリーニングも可能となる。
本成果は、これまで検知できなかった薬品の毒性評価を可能にした事で、化粧品、製薬業界において有用な新規成分の研究開発を促す事が期待されるものである。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Rhododendrol is a pro-hapten sensitizer specific for tyrosinase that induces ROS generation and ATP release from melanocytes for upregulation of CD86 and IL-12 in dendritic cells2022

    • Author(s)
      Yasuhiro Katahira, Eri Sakamoto, Aruma Watanabe, Yuma Furusaka, Shinya Inoue, Hideaki Hasegawa, Izuru Mizoguchi, Kazuyuki Yo, Fumiya Yamaji, Akemi Toyoda and Takayuki Yoshimoto
    • Journal Title

      ALTEX

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IL-23p19 and CD5 antigen-like form a possible heterodimeric cytokine and contribute to experimental autoimmune encephalomyelitis development.2021

    • Author(s)
      Hasegawa H, Mizoguchi I, Orii N, Inoue S, Katahira Y, Yonteo T, Mingli X, Miyazaki T, Yoshimoto T
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 11(1) Issue: 1 Pages: 5266-5266

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84624-9

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 骨髄由来抑制細胞の分子機序2021

    • Author(s)
      井上槙也、古阪悠馬、渡邉有麻、坂本恵梨、長谷川英哲、村上史浩、米戸敏彦、徐 明利、片平泰弘、溝口 出、善本隆之
    • Journal Title

      臨床免疫・アレルギー科

      Volume: 75(6) Pages: 1-9

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] DNA replication machinery prevents Rad52-dependent single-strand annealing that leads to gross chromosomal rearrangements at centromeres2020

    • Author(s)
      Onaka Atsushi T.、Su Jie、Katahira Yasuhiro、Tang Crystal、Zafar Faria、Aoki Keita、Kagawa Wataru、Niki Hironori、Iwasaki Hiroshi、Nakagawa Takuro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 202-202

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0934-0

    • NAID

      120007117441

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IL-12ヘテロダイマーサイトカインファミリーIL-12、IL-23、IL-352020

    • Author(s)
      片平泰弘、井上槙也、溝口 出、善本隆之
    • Journal Title

      医学のあゆみ「サイトカインのすべて」

      Volume: 別冊 Pages: 53-60

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Study on the molecular mechanism whereby cosmetic skin-whitening ingredients induce leukoderma2021

    • Author(s)
      片平泰弘
    • Organizer
      第34回_動物実験代替法学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Increased Granulopoiesis in the Bone Marrow following Epstein-Barr Virus Infection2020

    • Author(s)
      片平泰弘、樋口 廣士, 山本雄一郎, 安藤 潔, 幸谷 愛、松下 弘道 、八幡 崇 、小池 亮、佐藤 克明 、今留 謙一、善本隆之
    • Organizer
      第185回東京医科大学医学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 美白成分による自己免疫性白斑症誘発の作用機序の解明2020

    • Author(s)
      坂本恵梨、片平泰弘、溝口 出、井上槙也、長谷川英哲、善本隆之美白成分による自己免疫性白斑症誘発の作用機序の解明
    • Organizer
      第186回東京医科大学医学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 化粧品美白成分による白斑症誘発の作用機序の解明とそのin vitro評価法の開発2020

    • Author(s)
      坂本恵梨、片平泰弘、井上槙也、古阪悠馬、渡邉有麻、長谷川英哲、米戸敏彦、徐 明利、溝口 出、善本隆之
    • Organizer
      第33回日本動物実験代替法学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 被検物質の感作性検出方法、感作抑制物質のスクリーニング方法、および生体投与用組成物の製造方法2021

    • Inventor(s)
      善本隆之、片平泰弘
    • Industrial Property Rights Holder
      善本隆之、片平泰弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-170056
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 被検物質の感作性検出方法、感作抑制物質のスクリーニング方法、 および生体投与用組成物の製造方法2020

    • Inventor(s)
      善本隆之、片平泰弘
    • Industrial Property Rights Holder
      善本隆之、片平泰弘
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-179860
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2023-01-30  

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