2021 Fiscal Year Research-status Report
Study of the mechanism of induced graying by blocking blood flow and development of new methods for prevention and treatment of hair graying
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20K06657
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
松崎 貴 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (90241249)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 白髪化 / 色素幹細胞 / 血流阻害 / 低酸素 / 磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、毛周期が成長期にあるマウスの皮膚をつまみ上げ、両側から半円形ネオジウム磁石（2mm x 2mm x内径18mm、以下磁石と略す）で挟む方法で血管を６時間以上圧迫法すると、白髪化することがわかった。しかし、白髪化の頻度が低く、個体間のばらつきが大きかったことから、圧迫法方法をさらに検討した。磁石で直接挟んだ場合、皮膚の壊死が起こることから、１）磁石を厚さの異なるシリコーンチューブで被覆して圧迫力を低くする方法と、２）シリコーンシートで皮膚を覆って磁石で挟む方法で比較検討した。その結果、いずれの方法でも磁石と皮膚の距離が短いほど白髪化効率が高まるものの、同じ厚さでも１）では主に磁石周囲のみが白髪化するのに対し、２）では圧迫部より内側の血流遮断部位全体で白髪化が起こることがわかり、0.5 ｍｍ厚シリコーンシートと磁石によって8時間圧迫することで、最も高率に血流遮断部位全体に白髪化を誘導できた。1）の方法でも皮膚をラップで覆うことで血流遮断部位全体に白髪化が見られたことから、白髪化誘導は単に血流を遮断するだけでは不十分で、皮膚表面でのガス交換を抑制する必要があると推察される。一方、昨年度メラノーマ細胞および頬髭毛包を用いた、細胞培養系・器官培養系を用いた実験で白髪化誘導への関与が示唆された一酸化窒素は、in vitroの系では白髪化を誘導できないことがわかった。また、低酸素で誘導されるHIFの発現を誘導できる酸化鉄の投与によっても白髪化は見られなかった。今後、これら結果を踏まえ、in vivoおよび頬髭毛包の器官培養系を用いて白髪化誘導における低酸素の影響の実態について調べる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画では、１）白髪化が起こる毛周期ステージや血流停止時間を明らかにする、２）白髪化が起った場所と起こらなかった場所の血流の違いを調べる、３）血流遮断による白髪化の標的細胞を明らかにする、４）標的細胞への影響が活性酸素あるいは一酸化窒素によるかどうかを明らかにする、５）酸素ストレスを低減することで白髪化が予防できるか検証する、の５段階で白髪化メカニズムの解明を想定していた。このうち、１）２）は概ね確認できたが、必ずしも血流の有無あるいは強弱では白髪化が起こるか起こらないかが決まるわけではないことがわかり、その後の解析を難しくしている。
当初の実験計画で考えていた皮膚切開を伴うリング式血管圧迫法に代えて、新たに磁石式の血管圧迫法を開発できたことで、白髪化メカニズムの解明がより進めやすくなったと考えられるものの、白髪化が起こる特定の毛周期ステージは見つからなかったことから、３）の標的細胞はまだはっきりしていない。さらに４）で想定していた活性酸素あるいは一酸化窒素の合成を人為的に誘導しても白髪化しなかったことから、これらの因子とは別のメカニズムを考える必要がでてきた。
以上のように、当初の想定とは異なる可能性ができてきたことから、予定通りには研究が進んでいないため、遅延していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
低酸素環境によって白髪化が起こるのかどうかをin vivoで調べることで、まずターゲット細胞とタイムコースを明らかにする。予備的な実験では活性酸素及びの一酸化窒素の影響について否定的な結果が得られているが、念のために活性酸素スカベンジャーや一酸化窒素合成酵素の阻害剤の効果も比較検討する。また、頬髭毛包の器官培養系を用いて、低酸素環境が及ぼす影響について、経時的に遺伝子およびタンパク質レベルの変化を追跡し、その結果をin vivoの系において検証する。さらに、白髪化を抑制すると言われている薬剤等の効果について、これらの結果と比較検討することで、老化にともなう白髪化のメカニズムの解明につなげたい。
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| Causes of Carryover |
物品費の残額が8773円あるが、次年度の消耗品購入に充てる。
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