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2015 年度 実施状況報告書

ヒト脳内の青斑核に存在するニューロメラニン様色素の構造解析とその加齢過程の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K09794
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, 保健学研究科, 教授 (80131259)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードカテコールアミン / ニューロメラニン / ドーパミン / ノルエピネフリン / 黒質 / 青斑核
研究実績の概要

海外研究共同研究者のイタリア高等医科学研究所の L. Zecca博士より供与されたヒトの黒質(SN)および青斑核(LC)より単離されたニューロメラニン (SN)様色素を用いてその構造研究を行った。5%チオグリコール酸および1%フェノール存在下、6M-塩酸で110℃、6時間、天然のSN-NM とLC-NMの加水分解反応を行った。その結果、SN-NMからは遊離型およびタンパク結合型ドーパミン(DA)、ドーパ(DOPA)およびCys-DAが得られた。一方、LC-NMからはDA、Cys-DAおよびDOPAが得られたが、主生成物として構造未知化合物が得られたため、構造研究(1H-NMR、13C-NMR、高分解能質量分析、元素分析)を行ったところ、β-カルボキシメチルチオ-DAであると同定された。この結果は、ノルエピネフリン(NE)がLC-NM中に取り込まれていることを化学的に初めて証明できた結果である (K. Wakamatsu et al., J. Neurochem., 135, 768-776, 2015)。つぎに、NMの前駆体であるドーペ(DOPE)、ドペッグ(DOPEG)、ドパック(DOPAC)およびドーマ(DOMA)が酸化を受けて生成するo-キノン体の代謝経路を化学的に調べた。その結果、これらのカテコール代謝物はプロトン脱離、脱炭酸を経由して、共通の中間体であるキノンメチド互変異性体に変換された後、この不安定なキノンメチドが、安定なアルコール体またはカルボニル化合物に変換されることがわかった(S. Ito et al., Int. J. Mol. Sci., 17, 164, 2016)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

青斑核にノルエピネフリン(NE)由来のニューロメラニン様色素が含まれていることを初めて証明できた。また、DA、NE、DOPE、DOPAC、DOMAなどのカテコールアミン類が酸化により代謝され、どのような化合物になって、最終的にニューロメラニンに取り込まれるかを化学的に証明できた。つぎは、研究計画通り、DAおよびNEのタンパク結合型カテコールアミン類のagingを調べたい。

今後の研究の推進方策

共同研究者のイタリア高等医科学研究所のL. Zecca博士のアドバイスをもらって、タンパク結合型カテコールアミン類の加熱による構造変化、およびこれらのメラニン色素の酸素による活性酸素の生成を調べる。その一方で、タンパクに結合したニューロメラニンを恵与してもらい、in vitroで得られた結果とin vivoで得られた結果の比較を行う。本年の9月にイタリア ミラノで行われるヨーロッパ色素細胞学会が終了した後、ミラノのzecca博士の研究室を訪問し、今後の共同研究について議論する。

次年度使用額が生じた理由

本年度に国際学会に出張するため、経費の節約を行った。

次年度使用額の使用計画

経費の国際学会への使用と、消耗品費の適切な使用を行う。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] イタリア高等医科学研究所/Luigi Zecca(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      イタリア高等医科学研究所/Luigi Zecca
  • [雑誌論文] The Metabolic Fate of ortho-Quinones Derived from Catecholamine Metabolites.2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Yamanaka, Y., Ojika, M., Wakamatsu, K.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 17 ページ: -

    • DOI

      10.3390/ijms17020164

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Roles of reactive oxygen species in UVA-induced oxidation of 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DHICA) melanin as studied by differential spectrophotometric method.2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Kikuta, M., Koike, S., Szewczyk, G., Sarna, M., Zadlo, A., Sarna, T., Wakamatsu, K.
    • 雑誌名

      Pigment Cell Melanoma Res.

      巻: 29 ページ: 340-351

    • DOI

      10.1111/pcmr.12469

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Norepinephrine and its metabolites are involved in the synthesis of neuromelanin derived from the locus coeruleus.2015

    • 著者名/発表者名
      Wakamatsu, K., Tabuchi, K., Ojika, M., Zucca, F. A., Zecca, L., Ito, S.
    • 雑誌名

      J. Neurochem.

      巻: 135 ページ: 768-776

    • DOI

      10.1111/jnc.13237

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An insect with selective control of egg coloration.2015

    • 著者名/発表者名
      Abram, P. K., Guerra-Grenier, E., Després-Einspenner, M-L., Ito, S., Wakamatsu, K., Boivin, G., Brodeur, J.
    • 雑誌名

      Curr. Biol.

      巻: 25 ページ: 2007-2011

    • DOI

      10.1016/j.cub.2015.06.010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular composition and ultrastructure of Jurassic paravian feathers.2015

    • 著者名/発表者名
      Lindgren, J., Sjovall, P., Carney, R., Cincotta, A., Uvdal, P., Hutcheson, S., Gustafsson, O., Lefevre, U., Escuillie, F., Heimdal, J., Engdahl, A., Gren, J., Kear, B., Wakamatsu, K., Yans, J., Godefroit, P.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 ページ: 13520

    • DOI

      10.1038/srep13520

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemiexcitation of Melanin Derivatives Induces DNA Photoproducts Long after UV exposure.2015

    • 著者名/発表者名
      Premi, S., Wallisch, S., Mano, C. M., Weiner, A. B., Bacchiocchi, A., Wakamatsu, K., Bechara, E. J. H., Halaban, R., Douki, T., Brash, D. E.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 347 ページ: 842-847

    • DOI

      10.1126/science.1256022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A convenient screening method to differentiate phenolic skin whitening tyrosinase inhibitors from leukoderma-inducing phenols.2015

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Wakamatsu, K.
    • 雑誌名

      J. Dermatol. Sci.

      巻: 80 ページ: 18-24

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2015.07.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tyrosinase-catalyzed metabolism of rhododendrol (RD) in B16 melanoma cell: production of RD-pheomelanin and covalent binding with thiol proteins.2015

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Okura, M., Nakanishi, Y., Ojika, M., Wakamatsu, K., Yamashita, T.
    • 雑誌名

      Pigment Cell Melanoma Res.

      巻: 28 ページ: 295-306

    • DOI

      10.1111/pcmr.12363

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the MC1R gene on sexual dimorphism in melanin-based colorations.2015

    • 著者名/発表者名
      San-Jose, L. M., Ducrest, A-L., Ducret, V., Beziers, P., Simon, C., Wakamatsu, K., Roulin, A.
    • 雑誌名

      Mol. Ecol.

      巻: 24 ページ: 2794-2808

    • DOI

      10.111/mec.13193

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The slaty (slt/Dctslt) allele decreases the content of eumelanin, pheomelanin in the mouse hair.2015

    • 著者名/発表者名
      Hirobe, T., Ito, S., Wakamatsu, K.
    • 雑誌名

      Pigment Cell Melanoma Res.

      巻: 29 ページ: 110-112

    • DOI

      10.1111/pcmr.12427

    • 査読あり
  • [学会発表] The Metabolic Fate of ortho-Quinones Derived from Catecholamine Metabolites.2016

    • 著者名/発表者名
      Ito, S., Yamanaka, Y., Ojika, M., Wakamatsu, K.
    • 学会等名
      20th European Society of Pigment Cell Research Meeting
    • 発表場所
      Italy, Milan
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] メラニン酸性細胞におけるロドデノールの代謝2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤祥輔、黄倉真恵、山下利春、小鹿一、中西由紀子、W. Gerwat、L. Kolbe、若松一雅
    • 学会等名
      26回日本色素細胞学会学術大会
    • 発表場所
      札幌医科大学、札幌
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] マウスの毛色突然変異遺伝子、スレーティーはメラノサイトにおける黄色メラニン生成には影響しない2015

    • 著者名/発表者名
      広部知久、伊藤祥輔、若松一雅
    • 学会等名
      26回日本色素細胞学会学術大会
    • 発表場所
      札幌医科大学、札幌
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [図書] 色素細胞ー基礎から臨床へー 第2版2015

    • 著者名/発表者名
      若松一雅、伊藤祥輔
    • 総ページ数
      310
    • 出版者
      慶應義塾大学出版会

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公開日: 2017-01-06  

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