メラニン合成機構に関わる新規分子の解明

2016 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: メラニン / メラノサイト / DGK / PMEL17 / BACE2

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シグナル伝達機構を解析する目的でメラノサイトおよびmelanoma cell lineを培養し、DGK阻害剤を添加し、経時的にERK、AKT、CREB、p38、mTOR、S6 kinase、PKCなどのシグナル分子のリン酸化を解析したところ、いくつかの系でリン酸化が亢進あるいは減少していた。現在、それらの下流のシグナル伝達系とメラニン合成機構との関連の解析を進めている。DGK isoformのsiRNA実験ではメラニン合成に関わる分子targetはまだ見つかっておらず、さらに解析を進めている。また、UVB照射により発現が亢進するDGK isoformのtarget分子を解析するために、培養メラノサイトやmelanoma cell lineを用いて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やp53で誘導される分子の遺伝子発現を比較検討を昨年度に引き続き再検討したが、これまでの解析ではDGKのtargetとなる分子は見つかっていない。

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、DGK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が関与しているが、今回の研究でBACE2がそのtargetの1つとなることを示唆する結果が得られたため、さらなる検討を重ねている。また、BACE2はPMEL17のC末のプロセッシングにのみ関与するため、現在、N末のプロセッシングに関わる新たな分子の解明を進行中である。

Strategy for Future Research Activity

今後はこれまでの解析を進めるとともに、アデノウイルスを用いた過剰発現系を用いてDGK isoform (DGKα、DGKγ、DGKδ)のメラニン合成に関わる機能解析を行う予定である。