| 研究課題/領域番号 |
26670473
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
相場 節也 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80159269)
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| 研究分担者 |
伊藤 由美子 東北大学, 大学病院, 臨床検査技師 (00375057)
水芦 政人 東北大学, 大学病院, 助教 (20400369)
木村 裕 東北大学, 大学病院, 助教 (90375056)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 鉄代謝 / フェロポーチン / ヘムオキシゲナーゼ |
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| 研究実績の概要 |
表皮では外側に向かうにつれて鉄濃度が減少することが知られていたが、この鉄濃度減少に関わる分子機構は明らかにされてこなかった。そこで我々は、他の臓器で知られている鉄代謝に関わる分子の表皮内での蛋白局在ならびにmRNA発現を、免疫組織染色とレーザーマイクロダイセクションの手法を用いてin vivoに検討した。続いて培養表皮角化細胞をカルシウムにより分化させることで、表皮角化と鉄代謝関連分子の発現、細胞内鉄量の変動についてin vitroで検討した。これらの一連の実験により、表皮細胞は未分化な状態では鉄を細胞内に取り込むための蛋白が発現しているが、分化とともにこれらの蛋白発現が消失すること、鉄を細胞外に排出するための蛋白発現が高まることが明らかになった。特に全身の鉄代謝に重要な働きを有するフェロポーチンと呼ばれる細胞内鉄を細胞外に放出するトランスポーターが、ヒト表皮でも培養ヒト表皮角化細胞でも分化とともに発現が増強し、その発現とともに細胞内鉄量が減少していることを見出したた。そこで、この細胞内鉄量の減少がフェロポーチンによる作用であるかを確認するため、フェロポーチン特異的siRNAとフェロポーチンの特異的な分解を誘導することが知られているヘプシジンを用いて、表皮角化細胞におけるフェロポーチンの鉄排出トランスポーターとしての機能を検証した。その結果、フェロポーチン蛋白の減少が細胞内鉄量の増加をもたらすことが明らかとなり、表皮角化細胞でフェロポーチンが鉄排出トランスポーターとして機能することが確認された。今回の我々の研究により、表皮では鉄関連分子が分化による秩序的な発現制御を受け、表皮上層へ向かうにつれて生じる鉄の減少勾配を能動的に生み出している可能性が明らかになった。
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| 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
表皮内に鉄代謝関連酵素が存在することを遺伝子ならびに蛋白レベルで明らかにすることができた。また、鉄を細胞外に排出するフェロポーチンに関しては、その遺伝子発現を特異的阻害剤であるヘプシジンおよりsiRNAにより阻害することにより、表皮において特異的に認められる角化にともなう細胞内鉄含量の低下という現象が阻害されることをしめした。この結果は、表皮細胞が発現するフェロポーチンが表皮内鉄濃度の形成に重要な役割を果たしていることを明らかにするとともに、角層剥離により常に細胞が脱落する皮膚において、鉄喪失を防ぐ極めて合目的な機能が存在することを示唆している。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに明らかにした表皮内鉄代謝の存在とその機能をフェロポーチン遺伝子欠損マウスを用いて検証する。すでにノックアウトマウスの作成は完了し、現在ｌ鉄欠乏食投与による血中ヘモグロビンの変化を経時的に観察している。
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