化学的・生化学的手法を用いたメラニン生成関連遺伝子の機能解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670971
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 伊藤 祥輔 藤田保健衛生大学, 衛生学部, 教授 (70121431)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 茂樹 藤田保健衛生大学, 衛生学部, 助教授 (30084601) ; 若松 一雅 藤田保健衛生大学, 衛生学部, 助教授 (80131259)
• Keywords: ユ-メラニン / フェオメラニン / メラノジェネシス / HPLC / 比色法 / 毛髪 / ウ-ル

Research Abstract

近年,チロシナーゼに関連するタンパクであるTRP1とTRP2が黒色のユ-メラニン生成に関与することが,遺伝子レベル及びタンパクレベルで明らかにされた。特に,TRP1はbrown遺伝子座の産物であり,5,6-ジヒドロキシインドール-2-カルボン酸(DHICA)酸化活性を有すること,TRP2はslaty遺伝子座の産物であり,ドーパクロームからDHICAへの異性化を触媒する酵素と同一であることが示された。これら3種の酵素の協調的な発現により黒色のユ-メラニンが生成する。マウスの体毛においてはTRP1とTRP2の変異によりそれぞれ茶色(brown)と灰色(slaty)系のユ-メラニンになることがわかっているが,マウスの毛色メラニンの性状はメラニンの構造の複雑さ,その不溶性のためにほとんど解明されていない。そこで先ず,我々はHPLCを用いる特異的な定量法と新規に開発した比色法によるユ-メラニン定量法を用いて,遺伝的な背景の明確なマウスの体毛について,全メラニン量,ユ-メラニン量,フェオメラニン量,高分子ユ-メラニン量などを測定した。その結果,brownのメラニンはblackとDHICA含量は同じであるが,分子量が小さいこと,slatyのメラニンはDHICA含量がblackの1/5であることを明らかにした。遺伝的背景の明確なヒツジの体毛及び種々の色調のヒト毛髪メラニンを上記に手法で化学的に分析した結果,ヒトの毛髪のユ-メラニンはDHICA含量が低いこと,ヒトやヒツジの赤毛のフェオメラニンはマウスの黄色のそれとは性状が大きく異なることがわかった。これらの研究過程で,比色法によるユ-メラニンとフェオメラニンの簡便な同時定量法も開発した。続いてチロシン,ドーパ,5,6-ジヒドロキシインドール(DHI),DHICAをチロシナーゼで酸化し,得られた合成メラニンの性状を化学的に分析し,ユ-メラニン中のDHICA含量や分子量の大きさを推定する方法を確立した。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki Ozeki: "Chemical Characterization of Hair Melanins in Various Coat-Color Mutants of Mice" Journal of Investigative Dermatology. 105. 361-366 (1995)
• [Publications] Gillian Hunt: "Eumelanin and Phaeomelanin Contents of Human Epidermis and Cultured Melanocytes" Pigment Cell Research. 8. 202-208 (1995)
• [Publications] Gillian Hunt: "Nle^4DPhe^7α-Melanocyte-stimulating hormone Increases the Eumelanin : Phaeomelanin Ratio in Cultured human Melanocytes" Journal of Investigative Dermatology. 104. 83-85 (1995)
• [Publications] Hiroyuki Ozeki: "Chemical Characterization of Melanins in Sheep Wool and Human Hair" Pigment Cell Research. 9. 51-57 (1996)
• [Publications] Shosuke Ito: "Spectrophotometric and HPLC Characterization of Hair Melanins" Excerpta Medica International Congress Series 1096,Elsevier Science. 63-72 (1996)
• [Publications] Veronique del Marmol: "Cysteine Deprivation Promotes Eumelanogenesis in Human Melanoma Cells" Journal of Investigative Dermatology. 107. 698-702 (1996)
• [Publications] Hiroyuki Ozeki: "Spectrophotometric Characterization of Eumelanin and Pheomelanin in Hair" Pigment Cell Research. 9. 265-270 (1996)
• [Publications] Hiroyuki Ozeki: "Chemical Characterization of Eumelanins with Special Emphasis on 5,6-Dihydroxyindole-2-carboxylic Acid Content and Molecular Size" Anal.Biochem.(in press). (1997)