京大,メラニンの仕組みを3D観察で解明

京都大学の研究グループは,ニワトリ胚を用いてメラニンが輸送される瞬間をライブイメージング解析し,そのメカニズムにはRhoタンパク質が重要な役割を担っていることを発見した(ニュースリリース)。

皮膚は,絶え間なく襲いかかる紫外線から体を守ってくれる大切な器官。中でもメラニンは特に重要で,メラニンが上手く働かないと皮膚ガンなどの原因となる。メラニンは顆粒として色素細胞で作られた後,隣接する表皮細胞へと運ばれることは以前より知られていた(これを「メラニン輸送」と呼ぶ)。しかしその仕組みは良くわかっていなかった。

研究グループは,胚から皮膚を3Dのまま取り出し,コンフォーカル顕微鏡で高解像度ライブ観察し,メラニン輸送メカニズムの一端を解明した。これまでのメラニン輸送の研究では,色素細胞と表皮細胞を“培養シャーレの上”で解析しており,結論を巡る研究者の意見も分かれていた。

私たちの皮膚は3次元(3D)構造をもつ。そこで今回の研究では,3D皮膚におけるメラニン輸送の瞬間を,ムービー撮影(ライブイメージング解析)することに世界で初めて成功し,これまで知られていなかった新しい仕組みを多く見出した。用いたニワトリ胚の色素細胞は皮膚全体に広く分布しており,これはマウスとは似ていないが,ヒトとはよく似ている。

今回の発見は,主に以下の4点。①まず色素細胞の細胞膜上に,水疱状の構造ができる(「細胞膜ブレッビング」と呼ぶ)。②この細胞膜ブレッブ内にメラニン顆粒が包み込まれる。③メラニン顆粒を包み込んだブレッブが色素細胞からくびれ切れて膜小胞となって細胞外に放出される。④放出された膜小胞がとなりの表皮細胞へと取り込まれる。これら一連の過程には,転移ガンなどで知られているRho蛋白質が重要な役割をもつ。

今回の研究は,これまで論争になっていたメラニン輸送の議論に対して,一定の決着をもたらした。そしてこれらの成果は,尋常性白斑や皮膚ガンなどの重篤な病気や,しみ・そばかすといったコスメティックス分野の発展へと寄与できることが期待されるとしている。

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