理研,レーザー蛍光顕微鏡で痒みに新たな知見

理化学研究所(理研)は,皮膚の感覚神経が「皮膚バリア」によって恒常的に保護される仕組みを解明した(ニュースリリース)。

皮膚バリアは水分などの体内物質を保持し,外来物の侵入を阻止するという体の恒常性になくてはならない役割を果たしている。皮膚バリア機能を持つ構造の1つは一番外側にある死んだ角化細胞からなる角質層,もう1つはそのすぐ内側で死ぬ少し前の角化細胞が形成する「タイトジャンクション(TJ)」がある。

乾燥皮膚では皮膚バリアが減弱して痒みを引き起こす。それに引っ掻きも加わりさらに皮膚バリアが減弱すると,さまざまな外来物の侵入が継続的に起こり,それがアトピー性皮膚炎の原因になると考えられている。

このような発症メカニズムにおいて,これまで角質層のバリア機能の減弱が寄与することが多くの研究からわかっていた。一方,もう1つのバリア構造であるTJについても,その減弱がアトピー性皮膚炎発症に寄与すると提唱されていた。しかし,TJバリア減弱から発症に至るメカニズムは十分にわかっていなかった。

今回,研究グループはヒトの皮膚検体を切片を切らずにそのまま蛍光ラベルした抗体で染色し,表皮TJと神経の位置関係をレーザー蛍光顕微鏡により3次元的に解析した。その結果ヒトの正常皮膚の表皮内において,神経線維がTJに常に保持されていることを明らかにした。

その仕組みを直接観察するために,マウス表皮神経をライブ観察することを試みた。表皮の神経線維は非常に細く,これまで生体内ライブ観察が満足にできる報告はほとんどなかったが,今回検出感度の高いレーザー蛍光顕微鏡を用いることによって成功した。これにより,表皮神経終末はダイナミックに伸縮しながら,時折新しく形成されたTJのところで「剪定」されることを初めて見いだした。

一方,アトピー性皮膚炎のマウスモデルではその剪定がうまく起こっておらず,神経がTJに貫入して外側へ突出しており,剪定異常の部分を起点として,感覚神経の異常な活性化が起こることがわかった。さらに,TRPA1と呼ばれるイオンチャネルを阻害することにより,この感覚神経の異常な活性化と,痒みの両方が抑制されることを見いだした。

研究グループは今回の研究成果は,皮膚バリアの減弱により引き起こされる痒みのメカニズムの解明に寄与し,アトピー性皮膚炎などの痒みを抑制する新たな治療法の開発に貢献することが期待できるものだとしている。

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