メラニン形成関連遺伝子の標的シグナルと尋常性白斑の病態の分子生物的解明

• 研究課題/領域番号: 08407022
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 皮膚科学
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 神保 孝一 札幌医科大学, 医学部, 教授 (30094238)
• 研究分担者: 小野寺 英夫 札幌医科大学, 医学部, 講師 (10194614) ; 岸 浩之 札幌医科大学, 医学部, 助手 (00295354) ; 加藤 文博 札幌医科大学, 医学部, 助手 (10295355) ; 近藤 靖児 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (30170426) ; 嵯峨 賢次 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (10153925) ; 三浦 俊祐 札幌医科大学, 医学部, 講師 (50244364) ; 杉山 貞夫 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (60045490) ; 斉藤 和哉 札幌医科大学, 医学部, 助手 (60274932)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 33,400千円 (直接経費: 33,400千円); 1998年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円); 1997年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円); 1996年度: 21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
• キーワード: メラニン / メラノサイト / 尋常性白斑 / アポプトーシス / リソゾーム / 尋常性白班 / 遺伝子導入

研究概要

本研究はヒトの皮膚メラノサイトにおけるメラニン形成過程とその生理的機能及び色素異常症(尋常性白斑)の分子生物学的病態の機序の解明を目的とする。その研究の実際的アプローチとしてチロシナーゼとチロシナーゼ関連蛋白(tyrosinase related protein 1;TRP-1)のcDNAco-transfectionの手技を用い解明する。このアプローチは従来の生化学的生物学的方法とは全く異なり、分子生物学的面からの新しい情報を得ることが期待できる。具体的には本研究において以下の5点を研究した。
1. チロシナーゼ遺伝子蛋白のfoldingと分子チャペロン(カルネキシン)との関連
2. チロシナーゼ、TRP-1遺伝子の標的シグナルの解明
3. チロシナーゼ遺伝子蛋白とリソゾーム関連蛋白との分子レベルでの相互関係
4. 尋常性白斑のメラノサイトのメラニン形成異常の分子生物学的解明
5. メラニン形成と色素脱失機構の解明
これらの研究によりメラノソーム生合成機序における初期メラノソーム(メラノソームstageI)が後期エンドソームに関係すること、チロシナーゼ遺伝子蛋白の輸送には小胞輸送が重要な働きを示し、この中にRab7,PI-3kinase等が加わること、またチロシナーゼ遺伝子蛋白の小胞体内での糖化におけるfoldingに際してはカルネキシンが重要な役割を占めることが分かった。また、メラニン形成の基質であるチロシナーゼを化学的に修飾し、実際にメラノサイトの選択的障害、及び色素脱失を起こさせることに成功した。得られた所見は尋常性白斑の病態の解明のみならず、他の色素異常症の新しい治療法の開発にも応用し得る。

研究成果

• [文献書誌] Ota A et al: "Functional regulation of tyrosinase and LAMP gene family of melano-genesis and cell death in immortal murine melanocytes after repeated exposure to UV-B" Br.J.Dermatol.139. 207-215 (1998)
• [文献書誌] Minamitsuji Y et al.: "N-propionyl-4-S-cysteaminylphenol exerts selective melanocytotoxicity through apoptotic process." Sapporo Med J.67. 23-37 (1998)
• [文献書誌] Tandon M et al: "Synthesis of the melanogenesis-based antimelanoma agent, N-propionyl-4-S-cysteaminylphenol, and screening of depigmenting and anti-tumor effects" Bio Pharmacol. 55. 2023-2029 (1998)
• [文献書誌] Singh MV et al: "Expression of human tyrosinase in rat glioma cells for brain tumor therapy." Melanoma Res. (印刷中)
• [文献書誌] Toyofuku K et al.: "Involvement of calnexin in maturation of tyrosinase as a molecular chaperone" J.Biochem. (印刷中)
• [文献書誌] Minamitsuji Y et al: "Sulphur containing tyrosine analogs can cause selective melano cytotoxicity involving tyrosinase-mediated appoptosis." J Invest Dermatol. (印刷中)
• [文献書誌] Jimbow K: "Dermatologic Clinics" WB.Saunders Company, 8 (1998)
• [文献書誌] Jimbow K et al: "The Pigmentary System and Its Disorders." Oxford University Press, 7 (1998)
• [文献書誌] J0116imbow K et al: "Biological role of tyrosinase related protein and its biosynthesis and transport from TGN to stage I melanosome late endosome,through gene transfection study." Pig.Cell Res.10. 206-213 (1997)
• [文献書誌] 神保孝一: "21世紀に向けてのメラニン生物学-基礎と臨床との接点、対応-" 日皮会誌. 107. 1559-1566 (1997)
• [文献書誌] Jimbow K: "Tuberous sclerosis and guttate leukodermas." Semi Cutan Med. 16. 30-35 (1997)
• [文献書誌] Kondo S: "Basement membrane is not a barrier for cytokine permeability" J.Cell Physiol. 171. 190-195 (1997)
• [文献書誌] Kondo S: "Modulation of TGF-β1 production from human keratinocytes by UVB," Exp Dermatol. 6. 105-110 (1997)
• [文献書誌] Jimbow K: "Semina's in Cutaneous Medicine and Surgery" W.B.Saunders Company(印刷中), (1998)
• [文献書誌] Jimbow K: "Dermatologic Clinics" W.B.Saunders Company(印刷中), (1998)
• [文献書誌] Salopek TG: "Multiple pigmented follicular cysts : a subtype of multiple pilosebaceous cysts." Br.J.Dermatol.134. 758-762 (1996)
• [文献書誌] Toyofuku K: "Molecular chaperone,calnexin,associates with tyrosinase,the key enzyme in melanogenesis." Pigment Cell Res.5. 22-22 (1996)
• [文献書誌] Chen H: "Involvement of phesphatidylinositol 3-kinase activity in the sorting and transport of newly synthesized tyrosinase-related protein-I in melanogenesis." Pigment Cell Res.5. 30-30 (1996)
• [文献書誌] Jibow K: "Molecular biology of tyrosinase-related protein ; assessment of biological role,biosynthesis and transport from TGN to prestage I melanosome through gene transfection." Pigment Cell Res.5. 34-35 (1996)
• [文献書誌] Gomez PF: "A small molecular weight,GTP-binding protein,rab-7 is involved in the transport of TRP-I from TGN to melanosomes." Pigment Cell Res.5. 35-36 (1996)
• [文献書誌] Park JS: "Target signal of TRP-I from Golgi to pre-stage I nelanosome,late endosome." Pigment Cell Res.5. 68-68 (1996)
• [文献書誌] Kishi H: "Acral lentiginous melanema with the formation of giant tumors." Pigment Cell Res.5. 44-44 (1996)
• [文献書誌] Minamitsuji Y: "Selective apoptotic degeneration of follicular melanocytes by N-propiony1-4-5-cysteaminylphenol." Pigment Cell Res.5. 58-58 (1996)
• [文献書誌] Jimbow K: "Molecular biology of tyrosinase-related protein : Assessment of biological role biosynthesis and transport from TGN to stage I melanosome,late endosome,through gene transfection study." Pigment Cell Res.(印刷中). (1997)
• [文献書誌] Jimbow K: "Melanogenesis and malignant melanoma : biochemistry,cell biology,molecular biology,pathophysiology diagnosis and treatment" Melanogenesis-based approaches for targeted chemotherapy and radiotherapy of melanoma., 13 (1996)