Mechanism of hair cycle with irradiation of blue light

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K09791
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 原岡 剛一 神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (10623225)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 正 神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (30529566) ; 榊原 俊介 神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (50444592) ; 寺師 浩人 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (80217421)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 毛母細胞 / 生体時計

Outline of Annual Research Achievements

われわれはヒト皮膚に光受容タンパク質が発現し、この発現はGPCRのセカンドメッセンジャーの1つであるGqを介して、細胞内シグナルへと変換されることを明 らかにした。この過程でヒト皮膚の光受容タンパク質の1つであるMelanopsin (以下、OPN4)の発現動態を観察したところ、毛包や脂腺などの付属器にOPN4の強い 発現と、Gqの共発現している所見を見出し、外毛根鞘および毛乳頭細胞におけるOPN4およびGnaqの強い発現を認めた。これは、青色光がOPN4を介して細胞内シグ ナルへと変換されることを示唆している。青色光の照射により、細胞増殖シグナルであるERK1/2のリン酸化を促進すること、細胞レベルでの生体時計を調 節す ることを見出していることから、青色光の1体内時計と毛周期の連動、2毛乳頭細胞への影響、3毛髪のメラニン保持の促進について検討することとした。 まず、手術時に得られた検体より実体顕微鏡下で毛包単位を分離した。ここから毛乳頭および毛母を分離した。培養液中で毛乳頭はDMEM内で、毛母はケラチノサ イト選択培地中で培養で初代培養を行なった。細胞形態を観察しながら培養を継続し、主に毛乳頭細胞および主に毛母細胞が含まれる細胞集団を得た。ただし、 毛乳頭部分からは細菌の感染により細胞系は成立しなかった。毛母細胞の集団に対してhBmal1遺伝子のプロモーター領域を組み込んだ ルシフェラーゼ発現ベク ターを導入し、培養下にreal-time Luciferase assayを行い、青色光の照射により時計遺伝子の発現がリセットされることを確認した。