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昭和大学歯学部・徳島文理大学薬学部・理化学研究所らの共同研究グループが皮膚のコラーゲン維持における亜鉛の役割を解明 -- 加齢対策や皮膚疾患の治療法開発に期待

昭和大学 2017年05月23日 08時05分
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徳島文理大学(学長:桐野豊)薬学部の深田俊幸教授(昭和大学歯学部兼任講師・理化学研究所研究員)、昭和大学(学長:小出良平)歯学部の美島健二教授、理化学研究所(理事長:松本紘)らの共同研究グループ[1]は、生体内の亜鉛が健康的な皮膚コラーゲン維持に重要であることを、マウスを用いた研究で明らかにした。今後、皮膚のコラーゲン維持における亜鉛の新たな役割の解明に貢献することが期待される。この成果は米国および欧州皮膚科学会の雑誌『Journal of Investigative Dermatology』電子版に米国東部時間5月22日に掲載された。


【研究成果のポイント】
・亜鉛の輸送体「ZIP7」は皮膚線維芽細胞の増殖に必要
・「ZIP7」は小胞体ストレスを抑制して幹細胞の増殖に支持する
・皮膚のコラーゲン維持における亜鉛の新たな役割解明に貢献

 亜鉛は、生命活動に必要な微量元素の1つで、毎日の食事から摂取されている。生体内における亜鉛は、皮膚・骨・筋肉に多く存在することが知られており、何らかの原因によって生体内の亜鉛量が一定値を下回る「亜鉛欠乏状態」になると、創傷治癒の遅延や味覚の異常、免疫機能の低下など、さまざまな異常が生じる。中でも、皮膚症状は亜鉛欠乏によって現れやすい症状の一つと考えられており、亜鉛が皮膚の維持に重要な役割を果たしていると考えられている[2]。しかし、これまで皮膚を形成する細胞での亜鉛の働きは十分に解明されていなかった。

 美島教授らの共同研究グループは、皮膚における生理機能が不明であった亜鉛の輸送体(亜鉛トランスポーター)[3]「ZIP7」に注目し、その役割についてマウスと培養細胞を用いた検討から解明に挑んだ。その結果、ZIP7が欠損するとコラーゲンを産生する線維芽細胞が減少し、皮膚が著しく薄くなることが分かった。さらに詳細に調べると、ZIP7の欠損によって線維芽細胞のもとになる間葉系幹細胞[4]の小胞体に亜鉛が蓄積し、小胞体内にあるタンパク質の形作りに関わるプロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)[5]が不活性化されて、小胞体ストレス[6]が過剰に亢進することによる細胞死が誘導されることが分かった。

 今回の成果は、亜鉛トランスポーターZIP7が皮膚のコラーゲン維持に必要であることを示している。今後、ZIP7の機能を詳細に調べることで、加齢による皮膚の変化や皮膚がん、アトピー性皮膚炎といった皮膚に関連する病気に置いて、ZIP7が有用な治療ターゲットとなることが期待される。
※研究内容の詳細は添付PDF参照

【原論文情報】
著者 : Bum-Ho Bin, Jinhyuk Bhin, Juyeon Seo, Se-Young Kim, Eunyoung Lee, Kyuhee Park, Dong-Hwa Choi, Teruhisa Takagishi, Takafumi Hara, Daehee Hwang , Haruhiko Koseki, Yoshinobu Asada, Shinji Shimoda, Kenji Mishima, Toshiyuki Fukada
論文タイトル: Requirement of zinc transporter SLC39A7/ZIP7 for dermal development to fine-tune endoplasmic reticulum function by regulating protein disulfide isomerase
論文および雑誌情報等: Journal of Investigative Dermatology 2017, DOI: 10.1016/j.jid.2017.03.031
URL:  リンク

【補足説明】
[1]共同研究グループ: 深田俊幸(徳島文理大学・昭和大学・理化学研究所)、Bum-Ho Bin・美島健二(昭和大学)、朝田芳信・下田信治(鶴見大学)、古関明彦(理化学研究所)、高岸照久・原貴史(徳島文理大学)、Jinhyuk Bhin・Daehee Hwang(Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology)、Juyeon Seo・Se-Young Kim(Amorepacific R&D)、Eunyoung Lee(Korea University)、Kyuhee Park・Dong-Hwa Choi(Gyeonggi Institute of Science & Technology Promotion)
[2]参考文献: Kawamura et al., Journal of Zinc Nutritional Therapy 2014, 4: 49-52.
[3]亜鉛トランスポーター: 生体内の亜鉛の恒常性維持を担う亜鉛の輸送体で、その機能と構造的特徴からZIPとZnTトランスポーターに分類される。
 参考文献:Hara T. et al., Journal of Physiological Sciences, 2017, 67: 283-301.
[4]間葉系幹細胞: 発生過程で中胚葉から分化する細胞であり、線維芽細胞・骨芽細胞・軟骨細胞・脂肪細胞・筋細胞などに分化する能力を有する。
[5]プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI): 細胞内小器官の小胞体に存在するタンパク質であり、小胞体で産生されるタンパク質の整形に関わっている。PDIの活性が低下すると、細胞内に不完全なタンパク質が多くなり小胞体ストレスが上昇する。
[6]小胞体ストレス: 細胞内小器官の小胞体が活動することによって、小胞体にかかる負荷(ストレス)を指す。ストレスが軽度の場合は救済機構が働き小胞体の機能を維持するが、ストレスが過剰に蓄積した場合は救済機構から細胞死へとスイッチが切り替わる。

▼発表者問い合わせ先
 深田俊幸 徳島文理大学薬学部 病態分子薬理学研究室 教授
 昭和大学歯学部 口腔病態診断科学講座 口腔病理学部門 兼任講師
 理化学研究所統合生命科学研究センター 研究員
 TEL: 088-602-8593
 FAX: 088-655-3051
 メール: fukada@ph.bunri-u.ac.jp

 美島健二 昭和大学歯学部 口腔病態診断科学講座 口腔病理学部門 教授
 TEL: 03-3784-8168
 FAX: 03-3784-2870
 メール: mishima-k@dent.showa-u.ac.jp

▼報道担当問い合わせ先
 徳島文理大学 広報企画官 戸川友美
 TEL: 088-602-8611
 FAX: 088-626-6264
 メール: togawa@tks.bunri-u.ac.jp

 学校法人昭和大学総務課(広報担当)
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