2017 Fiscal Year Research-status Report

The functions of collagen XVIII in skin aging

Research Project

Project/Area Number	17K01848
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	百田龍輔岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (80263557)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大塚愛二岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (50168986) 大橋俊孝岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (50194262) 内藤一郎岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60362993)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	加齢 / 老化 / 皮膚 / ミトコンドリア / 基底膜 / XVIII型コラーゲン
Outline of Annual Research Achievements	団塊世代が後期高齢者となる今後10年間、世界に例を見ない高齢化社会を迎える日本において、介護・医療費の急増を抑えるためにも健康寿命を延ばすことは急務である。人体で最大の臓器であり、社会との境界にある皮膚を健康に保つことは、高齢者の肉体的・精神的な自信となり外出頻度も増加し、筋力増加と認知症の予防につながる。本研究は、XVIII型コラーゲンの変化による基底膜の劣化が、皮膚の老化を進める原因の一つであるとの仮説に基づき、XVIII型コラーゲンの皮膚における細胞生物学的な機能の加齢による変化について検討し、XVIII型コラーゲン関連疾患の検索、その簡便な診断法と皮膚の老化予防法の開発を目指す。平成29年度はXVIII型コラーゲン欠損マウスを用いた組織学的な解析と、ヒト皮膚を用いた簡便なXVIII型コラーゲン検出法の確立を中心に研究を進めてきた。動物実験としては、XVIII型コラーゲン遺伝子改変マウスと野性型マウスを入手し、飼育を開始し、組織の基底膜構造について検討を進めた。抗IV型コラーゲン各α鎖、抗XVIII型コラーゲン抗体による免疫染色を行った。組織中でのミトコンドリアの分布についても同様に検討を行っているが、それらの分布について興味深い知見が得られつつあり、それについてさらに詳細な検討を行っている。現在、電子顕微鏡を用いた観察を進めている。皮膚を用いた侵襲の少ない簡便なXVIII型コラーゲン検出方法についても再現性の良い結果が得られ、さらに検討を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 動物を用いた実験について、XVIII型コラーゲン遺伝子改変マウスと野性型マウスを入手し、飼育を開始し、組織の基底膜構造について検討を進めている。IV型コラーゲン各α鎖、XVIII型コラーゲン抗体による免疫染色条件の検討を行い、至適条件を見出した。組織中でのミトコンドリアの分布についても同様に検討を行っているが、分布について興味深い知見が得られつつあり、それについてさらに詳細な検討を行っている。透過・走査型電子顕微鏡を用いた微細構造の検討も進めている。皮膚を用いた侵襲の少ない簡便なXVIII型コラーゲン検出方法についても再現性の良い結果が得られている。細胞を用いた実験は若干遅れがある。ヒト皮膚の老化と基底膜成分の遺伝子発現の変化に関する解析で興味深い結果が得られたので、それについて現在論文を投稿中である。これらを総合的に見て、全体としてはおおむね順調であると判断した。
Strategy for Future Research Activity	今後は遅れ気味な培養細胞を用いた系を確立し、XVIII型コラーゲンの発現抑制・過剰発現による細胞生物学的な解析を進めてゆく。Sulfo-NHS-biotinで膜表面のビオチン化を行い、細胞内に取り込まれたビオチンを検出することにより、エンドサイトーシスが起こることをタンパク質電気泳動などで確認する。平成29年度に飼育を開始したXVIII型コラーゲン遺伝子改変マウスと野生型マウスについて、平成30年度は引き続き基底膜構造の変化について抗IV型コラーゲン抗体などを用いて免疫染色による比較検討を行う。また、両群のマウスについて、血清中のVitamin Dの濃度の比較検討を行う。侵襲の少ない簡便なXVIII型コラーゲン検出方法の開発について、さらに皮膚の加齢性の変化に注目して解析を行う。 XVIII型コラーゲンなどの基底膜構成分子の遺伝子発現の加齢による変化について検討を進める。
Causes of Carryover	動物を用いた実験に関して、遺伝子改変動物の使用に関する手続きなどに時間を要した。また、本研究結果に関連して、ヒト皮膚の老化と遺伝子発現の変化に関する論文を投稿中でその準備・校正に時間を要してしまい、培養実験系での検討が遅れていることが理由として挙げられる。動物を用いた実験に関連する飼育費、細胞培養関連の機器と試薬、キット等の消耗品と、解析装置を購入する予定である。