紫外線による遺伝子損傷の誘発と内在性メラニンによる防御の証明と定量化

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黒人の皮膚がん発症率が白人の約100分の1であるという疫学的報告等から、メラニン色素の紫外線防御能が強く示唆されているにも関わらず、実験的には未だ充分には証明されていない。この驚くべく現状を打開するために、厳選された実験材料および世界で最も感度の高い損傷検出系を用いて、実験を行ってきた。その結果、メラニン量の異なる3種類のヒト由来メラノーマ細胞において、BおよびC紫外線による細胞内DNA損傷(シクロブタン型ダイマーと(6-4)型ダイマー)誘発量は細胞内メラニン量の増加に依存して減少し、同時に紫外線抵抗性が増加することがわかった。この結果は、細胞内メラニンがBおよびC紫外線による細胞内DNA損傷の誘発および細胞致死を濃度依存的に防御することを示唆している。さらに、メラニンの紫外線防護能はメラニン濃度の上昇に依存して増加するが、2μg/mm^3を越えると飽和傾向を示し、防護係数に最大値があることが明らかとなった。本実験では、これらの実験結果をさらに確実なものにするために、ヒト由来のメラニン高産性メラノーマ細胞(HM3KO)に不飽和脂肪酸DHAを処理することによりメラニン量の半減した細胞(5.3μg/mm^3から2.2μg/mm^3に減少)を作製し、紫外線防御能を比較検討した。その結果、メラニン量の半減に伴い、BおよびC紫外線による細胞内DNA損傷誘発量の増加および紫外線感受性の増加が見られた。興味あることには、メラニン半減細胞における紫外線防御係数は、メラニン量の異なる3種類のメラノーマ細胞で得られた防御係数-メラニン濃度曲線上にプロットされ、前述の仮説を支持するものとなった。なお本実験では、内在性のメラニンはヒト皮膚組織においても同様に紫外線防御能を示すことを、(6-4)型ダイマーを損傷特異抗体と共焦点レーザー顕微鏡で検出することにより確認した。