2013 Fiscal Year Research-status Report
ヒト脳内に存在するメラニン様色素の構造とその加齢過程の解明
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24500450
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
若松 一雅 藤田保健衛生大学, 医療科学部, 教授 (80131259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 祥輔 藤田保健衛生大学, その他部局等, 名誉教授 (70121431)
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| Keywords | 国際情報交換 / イタリア / アメリカ / ニューロメラニン / ドーパミン / ノルエピネフリン / 化学分解反応 / ヨウ化水素還元 |
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| Research Abstract |
ヒトまたはほ乳動物の中脳黒質に存在する褐色のメラニンであるニューロメラニン（NM）の生成過程においては、DAまたはNEとともに、DAとNEからの代謝物の酸化的重合の関与も重要視されている。DAとNEからの代謝物としては、DOPAC、DOPE、DOPEGおよびDOMAが知られている。これらの代謝物がNMに含有されているかどうかを調べるには、HI法が最も有用である。NMのHI還元によりDOPAC、DOPE、DOPEGおよびDOMA由来の構造単位は、アミノヒドロキシフェニル酢酸（AHPAA）とアミノヒドロキシエチルベンゼン（AHEB）を与えると予想される。これらの化合物は、市販品がないため新たに合成する必要があった。今回、まず、AHPAAは、m-またはp-ヒドロキシフェニル酢酸のo-ニトロ体を得るために60%硝酸と反応させた後、57%HIによりニトロ基を還元して望ましいAHPAAを合成した。AHEBはm-またはp-ヒドロキシエチルベンゼンに同様に硝酸を反応させた後、HIにより還元し、目的のAHEBを合成した。以前合成していたAHPEAも今回新たに、m-またはp-ヒドロキシエチルアミンのニトロ化、還元により合成した。天然の黒質由来と青斑核由来のNMをHI水解したところ、黒質由来のNMからは初めてAHEBを確認することができた。また、青斑核由来のNMからは、AHPEA、AHPAA、AHEB、AHPを初めて検出することができた。このことは、黒質由来、青斑核由来のNMは、DAおよびNE由来のみならず、DOPA、DOPAC、DOMA、DOPEおよびDOPEG由来であることを暗示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
NMがDA、NEのみならず、これらの代謝物由来のカテコールアミンも含まれていることが初めて証明され、新たな合成反応により新規マーカーを得ることができ、DA、NE以外のカテコールアミン代謝物の定量が可能になった。様々な年齢のNMと部位の異なるNMを分析して、加齢に伴うNMの構造変化を調べた。青斑核から得られたNMで42歳から92歳までのヒトの検体を調べたところ、TTCA/PDCA比が53歳まで上昇したが、それ以降減少することがわかった。一方、被殻、前運動野皮質、小脳から得られたNMで年齢差を比較したところ、4-AHP/PTCA値が年齢の上昇にしたがい、有意に高くなることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成NMとタンパク（例えばBSA）と反応させて、得られたEuBSA (DA由来のメラニンとBSAとのcomplex)とPheoBSA(DA-cys由来のメラニンとBSAとのcomplex)のメラニン含量を調べる。さらに、Fe2+イオンを加えた場合に、その含量がどの様に変化するかを調べる。これらのメラニンの合祀枝は、L. CasellaによるJ. Biol. Inorg. Chem (2012)の方法に従って合成する。つづいて、得られたNM-BSA complexを用いて、加熱処理したメラニンのagingのシュミレーションを行い、天然NMと比較する。さらに、被殻、前運動野皮質、小脳から得られたメラニン色素のagingを昨年より詳細に調べる。その際には、新たなaging markerとして、ピロール-2,3,4-トリカルボン酸（iso-PTCA）とピロール2,3,4,5-テトラカルボン酸（PTeCA）の含量を測定し、これらのマーカーがaging markerとして使えるかどうか調べる。これらの化合物は、aging markerとしてすでに報告されている（2013）。合成NMの三次元構造を解明するためにメラニン表面の酸化電位測定を合成NMに適用する。カテコールアミンとシステインの様々な比率で合成したDA-cysメラニン、DOPA-cysメラニン、DOPAC-cysメラニンを合成し、これらの表面活動電位を測定することにより我々が提唱しているcasing modelを証明する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
高価な消耗品であるHPLCカラムの使用状況で、予想以上にHPLCカラムが長持ちしたため、買い換える必要がなかったため。
HPLCカラムは使用しなくても保存状態がよければ長持ちするために、買い置きをする。
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[Journal Article] TLR4 and NLRP3 inflammasome activation in monocytes by N-propionyl cysteaminylphenol-maleimide-dextran (NPCMD).2014
Author(s)
Mizote, Y., Wakamatsu, K., Ito, S., Uenaka, A., Ohue, Y., Kurose, K., Isobe, M., Ito, A., Tamura, Y., Honda, H., Yamashita, T., Nohara, S., Oka, M., Jimbow, K., Nakayama, E.
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Journal Title
J. Dermatol. Sci.
Volume: 73
Pages: 76-87
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sex-specific phenotype integration: endocrine profiles, coloration and behavior in fledgling boobies.2014
Author(s)
Fargallo, J.A., Velando, A., L., Lopez-Rull, I., Ganan, N., Lifshiz, N., Wakamatsu, K., Torres, R.
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Journal Title
Behavioral Ecology
Volume: 25
Pages: 76-87
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heterospecific female mimicry in ficedula flycatchers.2014
Author(s)
Calhim, S., Adamik, P., Jarvisto, P, P., Leskinen, P., Torok, J., Wakamatsu, K., Laaksonen, T.
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Journal Title
J. Evol. Biol.
Volume: 27
Pages: 660-666
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Variants in melanogenesis-related genes associated with cancer risk among Japanese populations.2014
Author(s)
Yoshizawa, J., Abe, Y., Oiso, N., Fukai, K., Hozomi, Y., Nakamura, T., Narita, T., Motokawa, T., Wakamatsu, K., Ito, S., Kawada, A., Tamiya, G., Suzuki, T.
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Journal Title
J. Dermatol.
Volume: 41
Pages: 296-302
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Photoaging of human retinal pigment epithelium is accompanied by oxidative modification of its eumelanin.2013
Author(s)
Ito, S., Pilat, A., Gerwat, W., Skumatz, C.M.B., Ito, M., Kiyono, A., Zadlo, A., Nakanishi, Y., Kolbe, L., Burke, J.M., Sarna, T., Wakamatsu, K.
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Journal Title
Pigment Cell Melanoma Res.
Volume: 26
Pages: 357-366
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sexual dimorphism in melanin pigmentation, feather coloration and its heritability in the barn swallow (Hirundo rustica).2013
Author(s)
Saino, N., Romano, M., Rubolini, D., Teplitsky, C., Ambrosini, R., Caprioli, M., Canova, L., Wakamatsu, K.
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Journal Title
Plos One
Volume: 8
Pages: e58024
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Viability is associated with melanin-based colouration in the barn swallow (Hirundo rustica).2013
Author(s)
Saino, N., Romano, M., Rubolini, D., Ambrosini, R., Caprioli, M., Milzani, A., Costanzo, A., Colombo, G., Canova, L., Wakamatsu, K.
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Journal Title
Plos One
Volume: 8
Pages: e60426
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Melanoma-targeted chemothermotherapy and in situ peptide immunotherapy through HSP production by using melanogenesis substrate, NPrCAP, and magnetite nanoparticles.2013
Author(s)
Jimbow, K., Ishii-Osai, Y., Ito, S., Tamura, Y., Ito, A., Yoneta, A., Kamiya, T., Yamashita, T., Honda, H., Wakamatsu, K., Murase, K., Nohara, S., Nakayama, E., Hasegawa, T., Yamamoto, I., Kobayashi, T.
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Journal Title
J. Skin Cancer
Volume: 2013
Pages: 174-180
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Melanins and melanogenesis: methods, standards, protocols2013
Author(s)
d’Ischia, M., Wakamatsu, K., Napolitano, A., Briganti, S., Garcia-Borron, J-C., Kovacs, D., Meredith, P., Pezzella, A., Picardo, M., Sarna, T., Simon, J.D., Ito, S.
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Journal Title
Pigment Cell Melanoma Res.
Volume: 26
Pages: 616-633
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Adaptation of pelage color and pigment variations in Israel subterranean blind mole rats, Splax ehrenbergi.2013
Author(s)
Singaravelan, N., Ratz, S., Tzur, S., Belifante, S., Pavlicek, T., Beiles, A., Ito, S., Wakamatsu, K., Nevo, E.
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Journal Title
Plos One
Volume: 8
Pages: e69346
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Raman Spectroscopy as a non-invasive technique for the quantification of melanins in feathers and hairs.2013
Author(s)
Galvan, I., Jorge, A., Ito, K., Tabuchi, K., Solano, F., Wakamatsu, K.
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Journal Title
Pigment Cell melanoma Res.
Volume: 26
Pages: 917-923
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impact of diagenesis and mutation on the survival of eumelanin in the fossil record.2013
Author(s)
Glass, K., Ito, S., Wilby, P. R., Sota, T., Nakamura, A., Bowers, C. R., Miller, K. E., Dutta, S., Summons, R. E., Briggs, D. E.G., Wakamatsu, K., Simon, J. D.
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Journal Title
Organic Geochem.
Volume: 64
Pages: 29-37
DOI
Peer Reviewed
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