角層バリア形成の分子基盤の解析

角质层屏障形成的分子基础分析

• 批准号: 19J00968
• 负责人: 葛野 菜々子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00968/
• 关键词: Syntaxin-4; 皮膚表皮; 角化

皮膚表皮がウイルスや化学物質など外部環境から身を保護するバリアとして機能するためにコーニファイドエンベロープ (CE) 形成が重要と考えられている。CEが形成されるのは、皮膚表皮最外層である角質層直下に位置するSG1細胞が角質へ分化する過程である。そこで当該年度はまず、前年度までに報告者が確立したマウス生体内表皮細胞に標的遺伝子を簡便に短期間で発現させる方法および麻酔したマウスの生体内表皮SG１細胞の角化過程を共焦点顕微鏡下で観察する方法を組み合わせることで、生体内の角化においてどのような現象がどういった順番で起こっているのかを明らかにすることとした。今回は、SG1細胞が角化する過程でのCaイオン濃度変化、pHの変化、核の変化に着目した。この過程において、酸性化によりHoechst33342の蛍光強度が変化するということを発見し、さらにこれをもとに、今までSG1細胞でCaイオン濃度は一度上昇した後に下がると言われていたが、それはCaイオン濃度を観察するために使用していたGCaMPの蛍光が酸性化の影響で減少しただけで、実際にはCaイオン濃度は低下しないということを明らかにした。以上のことから最終的に、SG1細胞においてはCaイオン濃度が上昇し、その後酸性化が起こり、続いて核の消失が起こるということを明らかにした。さらに細胞を用いた実験系でCE形成に関与することを明らかにしたSyntaxin-4を表皮特異的にノックアウトしたマウスの解析を行った。表皮特異的にSyntaxin-4をノックアウトするにあたり、基底層からおよびそれよりさらに上層からCreを発現するマウスを作成し、Syntaxin-4 Floxマウスとの交配を行った。これらマウスの解析結果より、Syntaxin-4は基底層および分化過程で関与することが明らかとなった。

角质化包膜 (CE) 的形成被认为对于皮肤表皮发挥重要作用，可作为保护皮肤免受病毒和化学物质等外部环境侵害的屏障。 CE是位于皮肤表皮最外层角质层正下方的SG1细胞分化为角质层的过程中形成的。因此，本财年，我们首先研究了前一年主持人建立的能够在短时间内轻松在小鼠表皮细胞中表达目的基因的方法，并利用共聚焦显微镜研究了麻醉小鼠表皮SG1细胞的角化过程。通过结合下面描述的观察方法，我们决定弄清楚生物体的角化过程中发生了哪些类型的现象。这次，我们重点关注SG1细胞角化过程中Ca离子浓度、pH值的变化以及细胞核的变化。在此过程中，我们发现Hoechst 33342的荧光强度随酸化而变化，基于此，我们发现在SG1细胞中，以前认为Ca离子浓度先增加后减少；用于观察离子浓度的GCaMP仅因酸化而降低，而Ca离子浓度实际上并未降低。基于上述发现，我们最终发现，在SG1细胞中，Ca离子浓度增加，然后酸化，然后核消失。此外，我们还分析了小鼠，在使用细胞的实验系统中，Syntaxin-4（已被证明参与 CE 形成）在表皮中被特异性敲除。为了特异性敲除表皮中的 Syntaxin-4，我们创建了从基底层和上层表达 Cre 的小鼠，并将其与 Syntaxin-4 Flox 小鼠杂交。这些小鼠的分析结果表明，Syntaxin-4参与基底层和分化过程。

项目成果

3D in vivo imaging of the keratin filament network in the mouse stratum granulosum reveals profilaggrin-dependent regulation of keratin bundling

小鼠颗粒层角蛋白丝网络的 3D 体内成像揭示了角蛋白成束的丝聚合蛋白原依赖性调节

• DOI: 10.1016/j.jdermsci.2019.04.006
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of Dermatological Science
• 影响因子: 4.6
• 作者: Usui Keiko;Kadono Nanako;Furuichi Yuki;Shiraga Keiichiro;Saitou Takashi;Kawasaki Hiroshi;Toyooka Kiminori;Tamura Hiroomi;Kubo Akiharu;Amagai Masayuki;Matsui Takeshi
• 通讯作者: Matsui Takeshi