メラニン合成機構に関わる新規分子の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09756
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 川口 雅一 山形大学, 医学部, 准教授 (10302291)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 色素細胞 / 紫外線 / PMEL17 / メラノソーム / DGK

Outline of Annual Research Achievements

近年、メラニン生合成に関わる遺伝子が次々に明らかにされてきたが、不明の点も多く色素異常症に対する有効な治療法も少ない。我々は脂質性セカンドメッセンジャーであるdiacylglycerol (DG)とphosphatidic acid (PA)の代謝に関与するdiacylglycerol kinase (DGK)がメラニン合成に関与し、tyrosinaseの細胞内輸送やMITFの発現を制御することを明らかにしてきた。また、これまでの研究から、メラニン合成に関与する分子をスクリーニングする過程で、ADAM (a disintegrin and metalloprotease) ファミリープロテアーゼ阻害剤がメラニン量を抑制することを見出した。メラニン合成に関与する新しい分子をスクリーニングするために、メラノサイトを培養し、DGK isoformをsiRNAでknockdown後、メラニン合成能、メラニン合成関連蛋白質の発現、MITFの発現を検討した。いくつかのDGK isoformについて検討したが、メラニン合成との関連が示されたisoformは見つかっていない。しかしDGK阻害剤を添加して電顕的観察を行ったところ、メラノサイト内の成熟メラノソームの数が減少することを見出した。この結果から、DGKはメラニン合成に関与する可能性があるため、さらに他のDGK isoformの解析を行う。また、我々はメラノサイトにおいて、あるDGK isoformの発現がUVB照射により亢進することを明らかにしており、そのtarget分子を解析するために、培養メラノサイトのDGK isoformをsiRNAでknockdownし、紫外線照射後のmRNAを回収し、メラニン合成に関係する分子や紫外線照射で発現が亢進する分子などの様々な遺伝子発現を比較検討した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

メラノソームの構造タンパク質であるPMEL17のプロセッシングに関与する分子の解析を行っていたところ、偶然DGK阻害剤がPMEL17のC末、N末のプロセッシングに関与することを明らかにした。PMEL17のプロセッシングにはいくつかの酵素の関与が考えられており、現在それらの酵素とDGKとの関連を検討している。

Strategy for Future Research Activity

現在のsiRNAでは十分な遺伝子発現量をknockdownできていない可能性もあり、今後はアデノ随伴ウイルスを用いたCRISPER/Cas9などのゲノム編集技術を用いてknockout細胞を作成し機能解析を行う予定である。