角層バリア形成の分子基盤の解析

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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。