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

• 研究課題/領域番号: 24500450
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 若松 一雅 藤田保健衛生大学, 医療科学部, 教授 (80131259)
• 研究分担者: 伊藤 祥輔 藤田保健衛生大学, 名誉教授 (70121431)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ニューロメラニン / 黒質 / 青斑核 / 化学分析 / ノルエピネフリン / ドーパミン / パーキンソン病 / 国際情報交換 / イタリア / アメリカ / 化学分解反応 / ヨウ化水素還元

研究成果の概要

ニューロメラニン（NM）は中脳黒質および青斑核に存在する黒褐色のメラニンである。このメラニン構造はまだ不明な点が多いが、天然のNMの化学反応から、黒質NMはDA、DOPAC、DOPE 由来、一方、青斑核NM は、NE、DOMAおよびDOPEGに加えて、DA、DOPAC、DOPEにも由来していることがわかった。一方、チオグリコール酸とフェノールの共存下、青斑核NMの塩酸水解を行うと、NEまたはCys-NEのベンジル位のヒドロキシ基がチオグリコール酸と置換反応して生成した化合物が得られた。この実験結果は、NEおよびCys-NEが青斑核NMに取り込まれていることを証明する初めての化学的証拠である。

研究成果

• [雑誌論文] Reduction of the nitro group to amine by hydroidoic acid to synthesize o-aminophenol derivatives as putative degradative markers of neuromelanin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wakamatsu, K., Tanaka, H., Tabuchi, K., Ojika, M., Zucca, F.A., Zecca, L., Ito, S.
  • 雑誌名: Molecules 巻: 19 号: 6 ページ: 8039-8050
  • DOI: 10.3390/molecules19068039
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TLR4 and NLRP3 inflammasome activation in monocytes by N-propionyl cysteaminylphenol-maleimide-dextran (NPCMD). (2014)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: J. Dermatol. Sci. 巻: 73 号: 3 ページ: 76-87
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2013.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sex-specific phenotype integration: endocrine profiles, coloration and behavior in fledgling boobies. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fargallo, J.A., Velando, A., L., Lopez-Rull, I., Ganan, N., Lifshiz, N., Wakamatsu, K., Torres, R.
  • 雑誌名: Behavioral Ecology 巻: 25 号: 1 ページ: 76-87
  • DOI: 10.1093/beheco/art088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterospecific female mimicry in ficedula flycatchers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Calhim, S., Adamik, P., Jarvisto, P, P., Leskinen, P., Torok, J., Wakamatsu, K., Laaksonen, T.
  • 雑誌名: J. Evol. Biol. 巻: 27 号: 3 ページ: 660-666
  • DOI: 10.1111/jeb.12328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variants in melanogenesis-related genes associate with skin cancer risk among Japanese populations. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa J, Abe Y, Oiso N, Fukai K, Hozumi Y, Nakamura T, Narita T, Motokawa T, Wakamatsu K, Ito S, Kawada A, Tamiya G, Suzuki T
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 41 号: 4 ページ: 296-302
  • DOI: 10.1111/1346-8138.12432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Buthionine sulfoximine diverts the melanogenesis pathway toward the production of more soluble and degradable pigments. (2014)
  • 著者名/発表者名: Galvan, I., Wakamatsu, K., Alonso-Alvarez, C., Solano, F.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 24 号: 9 ページ: 2150-2154
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.03.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] HPLC estimation of cross-linking of dihydroxyindole moiety in eumelanin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Wakamatsu, K., Glass, K., Simon, J. D.
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 巻: 434 号: 2 ページ: 221-225
  • DOI: 10.1016/j.ab.2012.12.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoaging of human retinal pigment epithelium is accompanied by oxidative modifications of its eumelanin (2013)
  • 著者名/発表者名: S Ito, A Pilat, W Gerwat, CMB Skumatz, M Ito, A Kiyono, A Zadlo, Y Nakanishi, L Kolbe, JM Burke, T Sarna, K Wakamatsu
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 26 号: 3 ページ: 357-366
  • DOI: 10.1111/pcmr.12078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sexual dimorphism in melanin pigmentation, feather coloration and its heritability in the barn swallow (Hirundo rustica). (2013)
  • 著者名/発表者名: Saino, N., Romano, M., Rubolini, D., Teplitsky, C., Ambrosini, R., Caprioli, M., Canova, L., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 8 号: 2 ページ: e58024-e58024
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0058024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viability is associated with melanin-based colouration in the barn swallow (Hirundo rustica). (2013)
  • 著者名/発表者名: Saino, N., Romano, M., Rubolini, D., Ambrosini, R., Caprioli, M., Milzani, A., Costanzo, A., Colombo, G., Canova, L., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 8 号: 4 ページ: e60426-e60426
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melanoma-targeted chemo-thermotherapy and in situ peptide immunotherapy through HSP production by using melanogenesis substrate, NPrCAP and magnetite nanoparticles. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jimbow, K.
  • 雑誌名: J. Skin Cancer 巻: 2013 ページ: 174-180
  • DOI: 10.1155/2013/742925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational characterization of pheomelanin and trichochrome F by Raman spectroscopy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Galvan, I., Jorge, A., Solano, F., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: Spectrochimica Acta Part A Molecular and Biomolecular Spctroscopy 巻: 110 ページ: 55-59
  • DOI: 10.1016/j.saa.2013.03.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mouse ruby-eye 2d (ru2d/Hps5ru2-d) allele inhibits eumelanin but not pheomelanin synthesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirobe, T., Ito, S., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res. 巻: 26 号: 5 ページ: 723-726
  • DOI: 10.1111/pcmr.12118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melanins and melanogenesis: methods, standards, protocols (2013)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res. 巻: 26 号: 5 ページ: 616-633
  • DOI: 10.1111/pcmr.12121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sexually dimorphic melanin-based colour polymorphism, feather melanin content, and wing feather in the barn owl ‘Tyto alba’. (2013)
  • 著者名/発表者名: Roulin, A., Mangels, J., Wakamatsu, K., Bachmann, T.
  • 雑誌名: Biol. J. the Linnean Soc. 巻: 109 号: 3 ページ: 562-573
  • DOI: 10.1111/bij.12078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptation of pelage color and pigment variations in Israel subterranean blind mole rats, Splax ehrenbergi. (2013)
  • 著者名/発表者名: Singaravelan, N., Ratz, S., Tzur, S., Belifante, S., Pavlicek, T., Beiles, A., Ito, S., Wakamatsu, K., Nevo, E.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 8 号: 7 ページ: e69346-e69346
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0069346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Spectroscopy as a non-invasive technique for the quantification of melanins in feathers and hairs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Galvan, I., Jorge, A., Ito, K., Tabuchi, K., Solano, F., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: Pigment Cell melanoma Res. 巻: 26 ページ: 917-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutral pH and copper ions promote eumelanogenesis after the dopachrome stage (2013)
  • 著者名/発表者名: S Ito, N Suzuki, S Takebayashi, S Commo, K Wakamatsu
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 26 号: 6 ページ: 819-825
  • DOI: 10.1111/pcmr.12137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reptiles produce pheomelanin: Evidence in the Eastern Hermann’s Tortoise (Eurotestudo boettgeri). (2013)
  • 著者名/発表者名: Roulin, A., Mafli, A., Wakamatsu, K.
  • 雑誌名: J. Herpetol. 巻: 47 号: 2 ページ: 258-261
  • DOI: 10.1670/12-028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melanin characterization suggests that the ‘brown’ phenotype in alpaca (Vicugna pacos) is predominantly pheomelanic. (2013)
  • 著者名/発表者名: Cransberg R., Wakamatsu K., Munyard K.
  • 雑誌名: Small Ruminant Res. 巻: 114 号: 2-3 ページ: 240-246
  • DOI: 10.1016/j.smallrumres.2013.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of diagenesis and maturation on the survival of eumelanin in the fossil record (2013)
  • 著者名/発表者名: K Glass, S Ito, PR Wilby, T Sota, A Nakamura, CR Bowers, KE Miller, S Dutta, RE Summons, DEG Briggs, K Wakamatsu, JD Simon
  • 雑誌名: Org Geochem 巻: 64 ページ: 29-37
  • DOI: 10.1016/j.orggeochem.2013.09.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mouse brown (b/Tyrp1b) allele does not affect pheomelanin synthesis in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: T Hirobe, S Ito, K Wakamatsu, Y Kawa, H Abe
  • 雑誌名: Zool Sci 巻: 31 号: 2 ページ: 53-63
  • DOI: 10.2108/zsj.31.53
  • NAID: 40019989060
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラニンの化学 微量分析法の開発とUVAおよび加熱によるメラニンの分解反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 若松一雅、伊藤祥輔
  • 雑誌名: Aesthertic Dermatology 巻: 23 ページ: 63-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラニンの化学 化学的微量分析法の開発とその応用例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 若松一雅
  • 雑誌名: Visual Dermatology 巻: 12 ページ: 601-607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoaging of human retinal pigment epithelium is accompanied by oxidative modification of its eumelanin (2013)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 26 ページ: 357-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthetic pathway to neuromelanin and its aging process (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakamatsu, K., Murase, T., Zucca, F.A., Zecca, L., Ito, S.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res. 巻: 25 ページ: 792-803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuromelanins of human brain have soluble and insoluble components with dolichols attached to the melanic structure. (2012)
  • 著者名/発表者名: Engelen, M., Vanna, R., Bellei, C., Zucca, F. A., Wakamatsu, K., Monzani, E., Ito. S., Casella, L., Zecca, L.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 11 ページ: e48490-e48490
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0048490
  • 査読あり
• [雑誌論文] UVA-induced oxidation degradation of melanins: Fission of indole moiety in eumelanin and conversion to benzothiazole moiety in pheomelanin (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakamatsu, K., Nakanishi, Y., Miyazaki, N., Kolbe, L., Ito, S.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res. 巻: 25 ページ: 434-445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct chemical evidence for eumelanin pigment from the Jurassic period. (2012)
  • 著者名/発表者名: Glass, K., Ito, S., Wilby, P.R., Sota, T., Nakamura, A., Bowers, C.R., Vinther, J., Dutta, S., Summons, R., Briggs, D.E., Wakamatsu, K., Simon, J.D.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 ページ: 10218-10223
  • 査読あり
• [学会発表] Elaboration of Approach to Structure of Neuromelanin Present in Various Brain Regions as Studied by Chemical Degradative Methods (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Wakamatsu
  • 学会等名: XXII International Pigment Cell Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] Convenient synthetic method of putative degradative markers to identify various catecholic metabolites in addition to dopamine and norepinephrine incorporated in neuromelanin (2014)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Tabuchi, Hitomi Tanaka, Makoto Ojika, Fabio A. Zucca, Luigi Zecca, Shosuke Ito, Kazumasa Wakamatsu
  • 学会等名: XXII International Pigment Cell Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-07
• [学会発表] 酸化ストレスと抑うつに関する一考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤康宏、原口紗衣、伴光雅、伊藤祥輔、若松一雅
  • 学会等名: 第24回生物試料分析科学会年次学術集会
  • 発表場所: 鈴鹿医療科学大学千代崎キャンパス、鈴鹿市
• [学会発表] 様々な脳領域に存在するニューロメラニンの化学分解法を用いた構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 若松一雅、田渕啓佑、田中ひとみ、Fabio A. Zecca、Luigi Zecca、伊藤祥輔
  • 学会等名: 第25回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 大阪大学、吹田市
• [学会発表] 中性pHと銅イオンはドーパクロム以降のユーメラニン形成を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤祥輔、鈴木菜摘、竹林史織、Stéphane Commo、若松一雅
  • 学会等名: 第25回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 大阪大学、吹田市
• [学会発表] マウスルビーアイ2d遺伝子は黒色メラニン生成を抑制するが黄色メラニン生成には影響しない (2013)
  • 著者名/発表者名: 広部知久、伊藤祥輔、若松一雅
  • 学会等名: 第84回日本動物学科
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
• [学会発表] チロシナーゼのS-パルミトイル化はその分解を制御しメラニン生成を調整する (2013)
  • 著者名/発表者名: ：仁木洋子、深田正紀、深田優子、奥 慎一郎、岡村千絵子、竹内聖二、若松一雅、伊藤祥輔、錦織千佳子、Lieve Declercq、Daniel B. Yarosh、齋藤尚亮
  • 学会等名: 第25回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 大阪大学、吹田市
• [学会発表] 量子化学計算からの5,6-dihydroxyindoleの光吸収特性の重合度と酸化度への依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増田吉弘、奥田英和、小池謙造、門田圭司、中村隆仁、若松一雅、伊藤祥輔、宗田孝之
  • 学会等名: 第25回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 大阪大学、吹田市
• [学会発表] 新規製剤N-propionyl cysteaminylphenol-maleimid-dextran (NPCMD)による免疫応答賦活効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横手雄、若松一雅、伊藤祥輔、上中明子、黒瀬浩史、大植祥弘、西尾祐実、岡三喜男、神保孝一、中山睿一
  • 学会等名: 第17回日本がん免疫学会総会
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル宇部、宇部市
• [学会発表] Degradative approach to the structure of neuromelanins. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Wakamatsu, K. Tabuchi, H. Tanaka, S. Ito
  • 学会等名: 18th Meeting of the European Society for Pigment Cell Research
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
• [学会発表] (Photo)degradation of eumelanin and pheomelanin and its physiological implication (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Wakamatsu, K
  • 学会等名: 18th Meeting of the European Society for Pigment Cell Research
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
• [学会発表] UVAによるメラニンの酸化分解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 若松一雅、中西由紀子、宮崎成美、Ludger Kolbe、伊藤祥輔
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
• [学会発表] ユーメラニン中のジヒドロキシインドール構造の加熱による架橋形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤祥輔、若松一雅、Keely Glass、John D. Simon
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
• [学会発表] 量子化学計算からのDHIとDHICAの二量体構造解析および振動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥田英和、兵庫亮佑、若松一雅、伊藤祥輔、宗田孝之
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
• [学会発表] 量子化学計算からの5,6-dihydroxyindole四量体の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田吉弘、奥田英和、小池謙造、門田圭司、中村隆仁、若松一雅、伊藤祥輔、宗田孝之
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
• [学会発表] DHICA二量体と三量体の立体構造と振動分光学的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兵庫亮佑、名取千沙、中村厚、奥田英和、小鹿一、若松一雅、伊藤祥輔、宗田孝之
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
• [学会発表] OCA2多型は日本人集団において皮膚色と皮膚癌リスクに関係する (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉澤順子、阿部優子、穂積豊、大磯直毅、成田智彦、川田暁、深井和吉、本川智紀、若松一雅、伊藤祥輔、中村智洋、田宮元、鈴木民夫
  • 学会等名: 日本色素細胞学会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学