体内での皮膚のバリア機能に不可欠

大阪大学は6月21日、アトピー性皮膚炎に焦点をあて、生体内での皮膚のバリア機能に不可欠なたんぱく質「クローディン１」の遺伝子発現量に応じた役割の変化を解明したと発表した。

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この研究は、同大大学院生命機能研究科・医学系研究科の徳増玲太郎特任研究員と月田早智子教授らの研究グループと、同大学院医学系研究科情報統合医学・皮膚科学教室の室田浩之准教授らグループが共同で行ったもの。研究成果は、米国科学アカデミー発行の米国科学アカデミー紀要「Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）」オンライン速報版に掲載されている。

アトピー性皮膚炎では近年、皮膚の水分保持や病原体からの保護などを担うバリア機能の異常が原因となった症例が報告されており、細胞間バリア機能の異常や細胞と細胞をつなぐ細胞接着因子のひとつである「クローディン１」についても発症に関与していることが示唆されている。しかし、クローディン１を発現していないマウスは出生後１日で死に至るため、加齢に伴って表れる、病気や疾患への影響を調べることは困難だった。

生体バリア機能高める新たな予防法、治療法への応用に期待

今回研究チームは、クローディン１の発現量を6段階で変化させた遺伝子改変マウスを作製。遺伝子改変マウスから取り出したケラチノサイトを用いて、mRNAの発現量、たんぱく質量、バリア機能の関係性を明らかにした。mRNAとたんぱく質の間には正の相関関係がある一方で、mRNAの発現量つまり遺伝子の発現量が半分程になるまではバリア機能は大きな変化はないが、半分以下になると急激にそのバリア機能が低下。マウス新生児でも、バリア機能の低下に合わせるように、表皮の分化異常が観察されたとしている。

さらに、クローディン１の発現量が低下したマウスの成長過程を調べることで、ノックアウトマウスでは調べられなかった、出生後の加齢による皮膚の変化にクローディン１が与える影響を調べることができた。この解析からクローディン１がなくなると、アトピー性皮膚炎に似た形態学的な変化が生じることや、マクロファージや好中球などの自然免疫系の細胞浸潤が増え、炎症が起きていることがわかった。こうした表現型は幼齢期に重症度が高く、成長に伴って回復する傾向を示しており、ヒトの小児期から思春期にかけてみられるアトピー性皮膚炎症状の自然経過に類似。また、遺伝子の発現量に応じて、成体になった際の回復の度合いも異なることが明らかになったという。

今回の研究により、皮膚でクローディン１が、いつ、どこで、どのくらい機能しているのかを解明したことで、今後アトピー性皮膚炎をはじめとする皮膚疾患の理解が深まることが期待できる。加えて、上皮細胞間バリア機能の構築に不可欠なクローディンファミリーに属する遺伝子群の発現する臓器での量的・時空間的なそれぞれの役割についての理解も深まり、生体バリア機能を向上させ、新たな予防法、治療法への応用が期待される、と研究グループは述べている。（横山香織）