Elucidation of the skin moisturizing ability mechanism by caspase-14 expression with extracellular ceramide receptor

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08697
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 長原 礼宗 東京電機大学, 理工学部, 教授 (80385484)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 細胞外セラミド / カスパーゼ / 皮膚 / 角化細胞 / CD300

Outline of Annual Research Achievements

本申請課題では「細胞外セラミド受容体によるカスパーゼ14発現上昇を介した皮膚保湿能向上機構の解明」と題して、皮膚細胞におけるセラミドによる新しい細胞シグナル伝達機構を明らかにすべく、まず皮膚細胞にカスパーゼ14発現誘導させる細胞外セラミド構造を特定するとともに、細胞外セラミド受容体を特定し、最終的には細胞外セラミド受容体によるカスパーゼ14発現上昇作用機構を解明することを目指している。
初年度は、皮膚細胞にカスパーゼ14発現誘導させる細胞外セラミド構造を決定するとともに、細胞外セラミド受容体の発現を検証した。角化細胞のモデルとして、ヒト角化細胞株HaCaTを用いた。細胞外に分泌されて存在するセラミドとして、C22セラミドを用い、HaCaTに作用させて、細胞傷害アッセイの一種であるMTT法にて細胞傷害性を有しない（生存率を低下させない）作用濃度を決定した。ついで、細胞傷害性を有しない濃度でC22セラミドをHaCaT細胞に作用させた後、カスパーゼ14のタンパク質発現をウェスタンブロッティング法で確認した。この結果、C22セラミドはカスパーゼ14の発現を増強させることを明らかにした。また、HaCaT細胞に存在する細胞外セラミド受容体を探索するため、これまで細胞外セラミドを含む脂質と結合する報告がある接着因子、CD300受容体ファミリーのmRNA発現をRT-PCR法で検討した。その結果、CD300bの発現がHaCaTでは多く発現しており、これまで白血球上に存在し、細胞外セラミドと結合すると報告されたCD300fの発現は低いことが明らかになった。
以上、初年度の重要な研究成果は、皮膚細胞にカスパーゼ14を発現誘導する細胞外セラミドとしてC22セラミドを特定したこと、また皮膚細胞にはCD300bが多く発現していることを明らかにしたことである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究はコロナ禍の状況下でもほぼ計画通りに進んでおり、初年度は、皮膚細胞にカスパーゼ14を発現誘導する細胞外セラミドとしてC22セラミドを特定したこと、また皮膚細胞にはCD300bが多く発現していることを明らかにすることができた。

Strategy for Future Research Activity

初年度の目標はほぼ実現できたので、次年度は皮膚細胞に発現しているCD300bと、細胞外セラミドとの関係を検討したい。具体的には、細胞外セラミドであるC22セラミドをHaCaT細胞に作用させた際に、カスパーゼ14が発現増強する際、CD300bが関与するのかどうか、CD300b下流のシグナル伝達機構を解明していきたい。