アトピー性皮膚炎におけるセマフォリン3Aの発現変動機序の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08756
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 鎌田 弥生 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00410035)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高森 建二 順天堂大学, 医学部, 特任教授 (40053144) ; 冨永 光俊 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 先任准教授 (50468592)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: アトピー性皮膚炎 / かゆみ / 表皮角化細胞 / 皮膚バリア機能 / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

アトピー性皮膚炎 (AD) の痒みは既存薬が奏功しない難治性であり、患者のQuality of Lifeを著しく低下させる。AD病変部の表皮角化細胞では神経線維の伸長を抑えるセマフォリン3A (Sema3A) の産生が減少することで表皮内に神経線維が伸長・増生し、痒みを誘発する。先行研究ではADモデルマウスに対するSema3A軟膏の有効性が示唆されたが、実用化には問題点も多い。そこで申請者はAD病変部でSema3Aの産生を誘導できれば、Sema3A軟膏に匹敵する痒み抑制効果を得られると考えた。そのためには「AD病変部でなぜSema3Aの発現が変動するのか」という疑問を解決する必要がある。本研究はAD類似ヒト表皮角化細胞及び三次元皮膚モデルを確立し、Sema3Aの発現変動機序を解明すると共に、Sema3A自身が自己分泌で表皮角化細胞に及ぼす作用を明らかにし、同定済のSema3A発現促進剤の効果を検討することを目的とした。
令和元年度はAD類似ヒト表皮角化細胞を確立するため、正常ヒト表皮角化細胞(NHEKs)を用いて、siRNAによるバリア機能関連タンパク質の発現抑制や各種サイトカインの添加を行い、Sema3Aの発現動態を確認すると共に、分化やバリア機能・痒みに関連する種々のタンパク質の発現変動をReal-time PCRにより検討した。その結果、Sema3Aの発現減少が認められる条件をいくつか同定することができた。さらに、表皮角化細胞に対するSema3Aの生理作用を明らかにするため、NHEKsを用いてSema3Aの過剰発現やSema3Aタンパク質を添加する実験を行った。結果は現在、解析中である。
上記に加えて、令和元年度は先行研究として実施した、NHEKsにおけるSema3Aの発現制御メカニズムに関する研究成果について、論文発表と学会発表を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和元年度は、AD類似ヒト表皮角化細胞の確立に向けた条件検討を実施し、Sema3Aの発現が減少する条件をいくつか同定することができた。やや遅れているが、予定通りに研究は進行している。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度の研究成果を踏まえてAD類似ヒト表皮角化細胞を確立後、Sema3Aの発現減少と表皮内神経線維の増生を伴うAD類似三次元皮膚モデルの構築を試みる。神経線維を含む三次元皮膚モデルの構築には種々の条件検討が必須であるため、あらかじめ予備実験を実施する予定である。併せて、Sema3Aの自己分泌が表皮角化細胞に及ぼす影響に関しても検討を行う。

Research Products

• [Journal Article] Effects of 308 nm excimer light treatment on the skin microbiome of atopic dermatitis patients. (2020)
  • Author(s): Kurosaki Y, Tsurumachi M, Kamata Y, Tominaga M, Suga Y, Takamori K.
  • Journal Title: Photodermatol Photoimmunol Photomed. Volume: 36 Pages: 185-191
  • DOI: 10.1111/phpp.12531.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Kakato-tsurutsuru socks on dry heels in healthy volunteer subjects. (2020)
  • Author(s): Kamo A, Umehara Y, Negi O, Iwata M, Kamata Y, Suga Y, Ogawa H, Tominaga M, Takamori K.
  • Journal Title: J Dermatol. Volume: 47 Pages: 413-417
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15235.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calcium-inducible MAPK/AP-1 signaling drives semaphorin 3A expression in normal human epidermal keratinocytes. (2020)
  • Author(s): Kamata Y, Tominaga M, Umehara Y, Honda K, Kamo A, Moniaga CS, Komiya E, Toyama S, Suga Y, Ogawa H, Takamori K
  • Journal Title: J Invest Dermatol. Volume: ー Pages: ー
  • DOI: 10.1016/j.jid.2020.01.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrogen sulfide modulates the expression of axon-guidance molecules in human keratinocytes. (2020)
  • Author(s): Moniaga CS, Kamata Y, Ogawa H, Suga Y, Tominaga M, Takamori K
  • Journal Title: J Dermatol Sci. Volume: ー Pages: ー
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2020.01.007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association Between Inflammatory Bowel Disease and Pruritus. (2020)
  • Author(s): Iwamoto S, Tominaga M, Kamata Y, Kawakami T, Osada T, Takamori K
  • Journal Title: Crohn's & Colitis 360 Volume: ー Pages: ー
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Robust induction of neural crest cells to derive peripheral sensory neurons from human induced pluripotent stem cells. (2020)
  • Author(s): Umehara Y, Toyama S, Tominaga M, Matsuda H, Takahashi N, Kamata Y, Niyonsaba F, Ogawa H, Takamori K
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 10 Pages: 1‐10
  • DOI: 10.1038/s41598-020-60036-z.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Elucidation of the signaling pathway involved in Sema3A gene expression in normal human epidermal keratinocytes. (2019)
  • Author(s): Kamata Y, Tominaga M, Umehara Y, Honda K, Kamo A, Toyama S, Suga Y, Takamori K
  • Organizer: 28th European Academy of Dermatology and Venereology Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Calcium/MEK1/2/AP-1 signaling axis induces semaphorin 3A expression in normal human epidermal keratinocytes. (2019)
  • Author(s): Kamata Y, Tominaga M, Umehara Y, Honda K, Kamo A, Moniaga CS, Komiya E, Toyama S, Suga Y, Takamori K
  • Organizer: 10th World Congress on Itch
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カルシウムによる正常ヒト表皮角化細胞の分化誘導はMAPK/AP-1経路を介してセマフォリン3Aの発現を一過性に促進する (2019)
  • Author(s): 鎌田弥生, 冨永光俊, 梅原芳恵, 本田耕太郎, 高森建二
  • Organizer: 第92回 日本生化学会大会