哺乳類のメラニン生成の遺伝的および非遺伝的調節機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670844
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 伊藤 祥輔 藤田保健衛生大学, 衛生学部, 教授 (70121431)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 広部 知久 放射線医学総合研究所, 生物影響研究部, 主任研究員 (10111238) ; 若松 一雅 藤田保健衛生大学, 衛生学部, 助教授 (80131259)
• Keywords: マウス / ブラック / ピンクアイドダイリューション / メラノサイト / メラノソーム / チロシン / メラニン / エンドセリン

Research Abstract

マウス毛色遺伝子の中でピンクアイドダイリューション遺伝子(p)はメラニンの生成に重要な働きをしている遺伝子と考えられている。このピンクアイドダイリューション遺伝子の機能を詳細に調べるため、ピンクアイドダイリューション遺伝子をC57BL/10JHirマウス(ブラック)に導入したコンジェニックマウス(C57BL/10JHir-p/p)の皮膚よりメラノサイトを初代培養した。純粋培養したピンクアイドダイリューションのメラノサイトを電子顕微鏡で観察するとメラニンの生成がほとんどみられず、ごくわずかの第I-II期メラノソーム(メラニンの沈着していない)しか産生していなかった。ところが、メラニンの原料であるL-チロシンを2mM加えて培養するとメラノソームの新しい形成や、メラニンの沈着した第III-IV期メラノソームが多く観察され、細胞中のユーメラニンの量も増加した。また、増殖活性を培養系で調べていくとピンクアイドダイリューションのメラノブラストは増殖活性が低かった。ところが、培養液にエンドセリン(ET)-1,ET-2,あるいはET-3を加えて初代培養するとメラノブラストの増殖活性が回復した。さらに、ピンクアイドダイリューションのメラノサイトの分化活性を詳しく培養系で調べていくと、L-チロシンを種々の濃度で加えていくとメラニンの生成が濃度に依存して始まり、メラノブラスト・メラノサイトの増殖活性も回復した。また、ピンクアイドダイリューションのメラノサイトはL-チロシンを加えて培養すると培養液中にユーメラニンおよびその前駆体を多く放出することがわかった。これらの結果から、ピンクアイドダイリューションマウスでは、メラノサイトの増殖に関しては、組織環境からのL-チロシンやETの供給に異常があり、分化に関してはユーメラニンやその前駆体のメラノソーム内での保持機構に異常があると考えられる。

Research Products

• [Publications] C.Kowalczuk: "Effects of increased intra-cellular melanin concentration on survival of human melanoma cells exposed to different wavelengths of ultraviolet radiation"Int.J.Radiat.Biol. 8・77. 883-889 (2001)
• [Publications] V.M.Virador: "Influence of α-melanocyte-stimulating hormone and ultraviolet radiation on the transfer of melanosomes to keratinocytes"FASEB J.. 16. 105-107 (2001)
• [Publications] J.Ancans: "Melanosomal pH controls rate of melanogenesis, eumelanin/pheomelanin ratio and melanosome mutation in melanocytes and melanoma cells"Exp.Cell Res.. 268. 26-35 (2001)
• [Publications] K.Wakamatsu: "(Mini Review) Chemical analysis of melanin pigments"ITE Letters on Batteries, New Technologies & Medicine. 2. 545-550 (2001)
• [Publications] K.Wakamatsu: "Usefulness of 4-amino-3-hydroxyphenylalanine as a specific marker of pheomelanin"Pigment Cell Res.. 15(in press). (2002)
• [Publications] K.Wakamatsu: "Review. Innovative Technology. Advanced chemical methods in melanin determination"Pigment Cell Res.. 15(in press). (2002)
• [Publications] T.Hirobe: "Endothelins are involved in regulating the proliferation and differentiation of mouse epidermal melanocytes in serum-free primary culture"J.Invest.Dermatol.Symp.Proc. S1・6. 25-31 (2001)
• [Publications] T.Hirobe: "Effects of genic substitution at the pink-eyed dilution locus on the proliferation and differentiation of mouse epidermal melanocytes in vivo and in vitro"J.Exp.Zool.. 4・292. 351-366 (2002)
• [Publications] T.Hirobe: "Stimulation of the proliferation and differentiation of mouse pink-eyed dilution epidermal melanocytes by excess tyrosine in serum-free primary culture."J.Cell Physiol. 6・191(in press). (2002)
• [Publications] L.Lamoreux: "Interaction of major color gene functions in mice as studied by chemical analysis of eumelanin and pheomelanin."Pigment Cell Res.. 14. 23-31 (2001)
• [Publications] S.Ito: "Cyclic oscillations in melanin composition within hairs of baboons"Pigment Cell Res.. 14. 180-184 (2001)
• [Publications] T.M.Gunn: "Molecular and phenotypic analysis of attractin mutant mice"Genetics. 158. 1683-1695 (2001)
• [Publications] 若松 一雅: "「色素細胞-神経冠からの発生・分化の遺伝子機構からの色素性疾患への対応を探る」メラニンの構造とその機能"慶応大学出版会 松本二郎・溝口昌子編. 16 (2001)
• [Publications] 広部 知久: "「色素細胞-神経冠からの発生・分化の遺伝子機構からの色素性疾患への対応を探る」メラノサイトの増殖・分化に働く外的要因-培養系での解析から"慶応大学出版会 松本二郎・溝口昌子編. 11 (2001)