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2018 年度 実施状況報告書

アレルギー性皮膚疾患の発症基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19531
研究機関北海道大学

研究代表者

乃村 俊史  北海道大学, 大学病院, 講師 (50399911)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードアトピー性皮膚炎 / フィラグリン / mRNA decay
研究実績の概要

皮膚の最外層に位置する角層は皮膚バリア機能の要である。角層の破綻は種々の抗原の皮膚内部への侵入を許し、経皮感作とアレルギー疾患発症を引き起こす。事実、角層形成に必須のタンパク質であるフィラグリンが遺伝子変異により先天的に減少すると(人口の約10%にみられる)、アトピー性皮膚炎などのアレルギー疾患を発症しやすい。フィラグリン遺伝子(FLG)がコードするプロフィラグリンはフィラグリンの前駆タンパク質で、フィラグリンが10-12個直列にリンカーペプチドを介して並んだ構造をしている。プロフィラグリン自体は生理活性を示さないが、そのリンカー部分で切断されて産生されるフィラグリンは角層の形成や保湿など多彩な生理機能を発揮する。通常、ナンセンス変異やフレームシフト変異により早期終止コドン(premature termination codon; PTC)ができると、変異mRNAはnonsense-mediated mRNA decay(NMD)という機構で分解されるため、PTCを持つ変異mRNAからタンパク質は産生されない。しかし例外的に、PTCをきたす変異が遺伝子の最後のエキソンに存在すると、ほとんどの場合NMDを回避することが知られている。興味深いことに、FLG変異はすべて最後のエキソンに存在するため、理論上は変異フィラグリンmRNAが患者皮膚に豊富に存在し、中途半端なプロフィラグリンが多量に産生されるはずである。それにもかかわらず、本研究では、変異を持つアトピー患者皮膚ではプロフィラグリンやフィラグリンの発現が減少していることを確認しており、患者におけるフィラグリンの減少は変異フィラグリンmRNAの分解が原因である可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

FLGにPTCを持つ表皮角化細胞株を、mRNA decayに重要な因子のsiRNAでノックダウンし、変異フィラグリンmRNAを定量し、仮説を検証する予定であるが、表皮角化細胞株へのsiRNAのトランスフェクション効率が極めて低いために、mRNA分解機構の特定に至っていない。今後、トランスフェクションの方法と種類を最適化し、結果を得たい。

今後の研究の推進方策

今後、フィラグリン mRNAの分解機構を特定し、mRNA分解機構の観点からアレルギー性皮膚疾患の発症基盤の解明を目指すとともに治療法・予防法の開発を目指す。具体的には、mRNA decayに関わる因子のsiRNA(または阻害剤)が変異フィラグリンmRNAの増加を介して実際にフィラグリンを増加させ皮膚バリア機能を改善させることを確認するために、FLGにPTCを持つ患者由来細胞から3次元培養皮膚を作製する。この3次元培養皮膚を同siRNA(または阻害剤)で処理し、(1)変異フィラグリンmRNAの増加、(2)フィラグリンモノマーの増加、(3)皮膚バリア機能の改善(角層の超微構造の改善、経皮的水分喪失量の改善)の3点について検討する。さらに、flaky tailマウス(フィラグリン遺伝子にフレームシフト変異を持ちPTCを生じる)を用いて同様の評価を行い、好感作物質塗布によるアトピー性皮膚炎発症の抑制効果についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画と異なり、人件費を要しなかった一方、消耗品(実験試薬)の購入に予定よりも多くの費用を要したが、結果的に予定使用額を20356円下回った。次年度も消耗品購入に当初の想定よりも費用を多く要する予定であり、今回生じた次年度使用額をそれに充てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Somatic recombination underlies frequent revertant mosaicism in loricrin keratoderma2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Shotaro、Nomura Toshifumi、Miyauchi Toshinari、Takeda Masae、Fujita Yasuyuki、Nishie Wataru、Akiyama Masashi、Ishida-Yamamoto Akemi、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 2 ページ: e201800284

    • DOI

      10.26508/lsa.201800284

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gentamicin-Induced Readthrough and Nonsense-Mediated mRNA Decay of SERPINB7 Nonsense Mutant Transcripts2018

    • 著者名/発表者名
      Ohguchi Yuka、Nomura Toshifumi、Suzuki Shotaro、Takeda Masae、Miyauchi Toshinari、Mizuno Osamu、Shinkuma Satoru、Fujita Yasuyuki、Nemoto Osamu、Ono Kota、McLean W.H. Irwin、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Investigative Dermatology

      巻: 138 ページ: 836~843

    • DOI

      10.1016/j.jid.2017.10.014

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Filaggrin gene mutations may influence the persistence of food allergies in Japanese primary school children2018

    • 著者名/発表者名
      Kono M.、Akiyama M.、Inoue Y.、Nomura T.、Hata A.、Okamoto Y.、Takeichi T.、Muro Y.、McLean W.H.I.、Shimizu H.、Sugiura K.、Suzuki Y.、Shimojo N.
    • 雑誌名

      British Journal of Dermatology

      巻: 179 ページ: 190~191

    • DOI

      10.1111/bjd.16375

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel COL7A1 mutation in a family with bullous dermolysis of the newborn: Phenotypic variability associated with a COL7A1 mutation within the same family2018

    • 著者名/発表者名
      Takashima Shota、Shinkuma Satoru、Fujita Yasuyuki、Natsuga Ken、Nomura Toshifumi、Hida Tokimasa、Ishikawa Shuku、Nakamura Hideki、Abe Riichiro、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 45 ページ: e260~e261

    • DOI

      10.1111/1346-8138.14287

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of anti-BP180 NC16A autoantibodies after the onset of dipeptidyl peptidase-IV inhibitor-associated bullous pemphigoid: a report of three patients2018

    • 著者名/発表者名
      Mai Y.、Nishie W.、Izumi K.、Yoshimoto N.、Morita Y.、Watanabe M.、Toyonaga E.、Ujiie H.、Iwata H.、Fujita Y.、Nomura T.、Sato-Matsumura K.C.、Shimizu S.、Shimizu H.
    • 雑誌名

      British Journal of Dermatology

      巻: 179 ページ: 790~791

    • DOI

      10.1111/bjd.16656

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The development of induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem/stromal cells from normal human and RDEB epidermal keratinocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Chihiro、Fujita Yasuyuki、Matsumura Wakana、Ujiie Inkin、Takashima Shota、Shinkuma Satoru、Nomura Toshifumi、Abe Riichiro、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Dermatological Science

      巻: 91 ページ: 301~310

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2018.06.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association of filaggrin gene mutations and childhood eczema and wheeze with phthalates and phosphorus flame retardants in house dust: The Hokkaido study on Environment and Children's Health2018

    • 著者名/発表者名
      Ait Bamai Yu、Araki Atsuko、Nomura Toshifumi、Kawai Toshio、Tsuboi Tazuru、Kobayashi Sumitaka、Miyashita Chihiro、Takeda Masae、Shimizu Hiroshi、Kishi Reiko
    • 雑誌名

      Environment International

      巻: 121 ページ: 102~110

    • DOI

      10.1016/j.envint.2018.08.046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The identification of autoantigens in mucous membrane pemphigoid using immortalized oral mucosal keratinocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kamaguchi Mayumi、Iwata Hiroaki、Miyauchi Toshinari、Ujiie Hideyuki、Ujiie Inkin、Nomura Toshifumi、Ohga Noritaka、Shimizu Hiroshi、Kitagawa Yoshimasa
    • 雑誌名

      Journal of Oral Pathology & Medicine

      巻: 48 ページ: 60~67

    • DOI

      10.1111/jop.12780

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compound heterozygous missense mutations p.Leu207Pro and p.Tyr544Cys in TGM1 cause a severe form of lamellar ichthyosis2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Masae、Nomura Toshifumi、Sugiyama Takato、Miyauchi Toshinari、Suzuki Shotaro、Fujita Yasuyuki、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 45 ページ: 1463~1467

    • DOI

      10.1111/1346-8138.14675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss-of-function mutation in DSG1 underlies focal palmoplantar keratoderma2018

    • 著者名/発表者名
      Nomura T.、Takeda M.、Peh J.T.、Miyauchi T.、Suzuki S.、Fujita Y.、Uesugi T.、Shimizu H.
    • 雑誌名

      Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology

      巻: 33 ページ: e137~e138

    • DOI

      10.1111/jdv.15349

    • 査読あり
  • [学会発表] 皮膚バリア異常とアトピー性皮膚炎、魚鱗癬.2018

    • 著者名/発表者名
      乃村俊史
    • 学会等名
      第82回日本皮膚科学会東部支部学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel DSG1 mutation in focal palmoplantar keratoderma2018

    • 著者名/発表者名
      Nomura T, Takeda M, Miyauchi T, Suzuki S, Peh JT, Uesugi T, Shimizu H
    • 学会等名
      The American Society of Human Genetics Annual Meeting 2018
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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