白斑における表皮メラノサイトニッチの消失と再生に関する研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08267
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 片山 一朗 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (80191980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 楊 伶俐 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (40711784)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 酸化ストレス / メラノサイトニッチ / 細胞接着 / SCF / TNFα / TGFβ / 肥満細胞

Outline of Annual Research Achievements

白斑部ではメラノサイトのE-カドヘリンの発現低下がメラノサイトの消失の誘因と考えられているが、メラノサイトとの接着に関わると考えられる表皮基底層ケラチノサイト、基底膜領域蛋白の発現動態と白斑の発症とその維持に関わる機序は不明である。そこで本年度は基底層ケラチノサイトで発現する細胞膜蛋白の発現に関して白斑部で発現低下を示す蛋白のスクリーニングを行い、表皮幹細胞マーカー（Lgr6,Krt6B, Podoplanin）、表皮Transient amplifying cellマーカー、(α6-Integrin,E-FABP)、メラノサイトマーカー（GPNMB、Ecadherin）、基底膜蛋白（Col17A1, Laminin V, β４-Integrin）などの免疫染色を行い、ある候補蛋白を見いだした。本年度は先ず白斑の発症に関わるとされる酸化ストレス、化学物質が培養ケラチノサイトからのこの候補蛋白産生を抑制することを見いだした。また紫外線の照射は単独では容量依存性にこの蛋白発現を抑制したが、逆にSCF、TNFαの発現を増強した。さらにこの蛋白をsiRNAにてノックダウンした培養ヒトケラチノサイトはSCFの発現を増強した。これらの結果より、酸化ストレスと免疫応答により白斑が誘導された病変部ではメラノサイトの消失と平行してこの候補蛋白が減少することで炎症性サイトカインの産生誘導によるメラノサイトの消失に関わる可能性が考えられたが、さらにSCFの産生を介して、真皮肥満細胞の増殖にも関わる可能性が考えられた。我々は白斑病変部において肥満細胞の増加を確認しており、肥満細胞由来のトリプーターゼ投与によりこの候補蛋白発現への影響の検討を行う。また、現在正常ヒトメラノサイトとケラチノサイトの共培養の系で両細胞の接着とメラノソーム移送の系を用いこの候補分子をsiRNAによりノックダウンし、その接着能、メラノソーム移送への影響を検討する。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

メラノサイトニッチの維持に関わると考えられる分子が白斑病変部で消失していることが確認できた。そのsiRNAをケラチノサイトに導入した実験系でのメラノサイトとケラチノサイトの共培養による両細胞のクロストークをライブイメージングで観察するシステムが確立出来たことにより、今後白斑の発症とその進展、維持に関わる病態解析が可能になると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

美白化粧品ロドデンドロールにより白斑が誘発され、またそのマウスモデルが報告されている。（Abe Y,et al.J Dermatol Sci.2016 ;81:35-43）。今後、ヒト皮膚同様に基底層にメラノサイトが分布する正常マウスの耳介、尾部にロドデンドロールをAbe等の報告に基づいて塗布し、その経過でのメラノサイトニッチマーカの消失に関わると考えられる候補蛋白の動態と基底層からのメラノサイトの消失機序を検討する。さらにIn vitroにおいてケラチノサイトとメラノサイトのクロストークに関わる分子機序を検討し、白斑の有効な治療法の開発研究を遂行する。

Research Products

• [Journal Article] Differential control of human Treg and effector T cells in tumor immunity by Fc-engineered anti-CTLA-4 antibody. (2019)
  • Author(s): Ha D, Tanaka A, Kibayashi T, Tanemura A, Sugiyama D, Wing JB, Lim EL, Teng KWW, Adeegbe D, Newell EW, Katayama I, Nishikawa H, Sakaguchi S.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 116 Pages: 609-618
  • DOI: 10.1073/pnas.1812186116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development and validation of the Vitiligo Extent Score for a Target Area (VESTA) to assess the treatment response of a target lesion. (2019)
  • Author(s): Bae JM, Oh SH, Kang HY, Ryoo YW, Lan CE, Xiang LH, Kim KH, Suzuki T, Katayama I, Lee SC; East Asia Vitiligo Association.
  • Journal Title: Pigment Cell Melanoma Res. Volume: 32 Pages: 315-319
  • DOI: 10.1111/pcmr.12730
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dysregulation of autophagy in melanocytes contributes to hypopigmented macules in tuberous sclerosis complex. (2018)
  • Author(s): Yang F, Yang L, Wataya-Kaneda M, Hasegawa J, Yoshimori T, Tanemura A, Tsuruta D, Katayama I.
  • Journal Title: J Dermatol Sci. Volume: 89 Pages: 155-164
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2017.11.002.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uncoupling of ER/Mitochondrial Oxidative Stress in mTORC1 Hyperactivation-Associated Skin Hypopigmentation. (2018)
  • Author(s): Yang F, Yang L, Wataya-Kaneda M, Yoshimura T, Tanemura A, Katayama I.
  • Journal Title: J Invest Dermatol. Volume: 138 Pages: 669-678
  • DOI: 10.1016/j.jid.2017.10.007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Attenuated Activation of Homeostatic Glucocorticoid in Keratinocytes Induces Alloknesis via Aberrant Artemin Production. (2018)
  • Author(s): Matsumoto A, Murota H, Terao M, Katayama I.
  • Journal Title: J Invest Dermatol. Volume: 138 Pages: 1491-1500
  • DOI: 10.1016/j.jid.2018.02.010.
  • Peer Reviewed