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美白剤開発に標的となる新分子を発見

掲載日:2015年2月6日

美容の大敵、しみやそばかすの予防に手がかりとなる研究成果が出た。メラニン合成酵素の分解を促す新しい分子を、東北大学大学院生命科学研究科の大学院生、谷津彩香(やつ あやか)さん、島田光(しまだ ひかる)さん、大林典彦(おおばやし のりひこ)助教、福田光則(ふくだ みつのり)教授らがマウスの培養細胞実験で突き止めた。この新分子を標的にした美白剤の開発に道を開く発見として注目される。2月6日に英科学誌Biology Openオンライン版に発表した。

有害な紫外線から体を守るメラニン色素は、細胞内の小胞メラノソームの中でメラニン合成酵素によって合成される。このメラニン合成酵素は、細胞内でメラノソームへ輸送される。研究グループは、この輸送を制御するタンパク質としてVarp(バープ)を同定し、この発現異常でメラニン合成酵素の分解(メラニン色素量減少)が促進されることを見いだしていた。しかし、Varpの発現調節に関わる細胞内の仕組みは分かっていなかった。

研究グループは今回、マウスの細胞内でVarpに結合する新分子としてRab40Cを見つけた。Rab40Cはメラニン色素産生細胞のメラノサイトに内在して、タンパク質分解酵素のプロテアソームでVarpを分解に導くことを明らかにした。Rab40Cをメラノサイトに過剰に発現させると、Varpの分解が進んだ。逆にRab40Cの発現を低下させると、Varpの蓄積が観察された。メラニン合成酵素の輸送には適切な量のVarpが必要なため、いずれの場合もメラニン合成酵素が正しく輸送されず、結果的にメラノソームから消えてしまうことを確かめた。

福田光則教授は「メラニン合成酵素には直接作用せず、メラニン合成酵素の分解を促進する新分子を発見した。従来の『メラニン合成酵素の直接的な酵素活性の阻害』という観点とは異なる美白剤の開発に、この新分子が応用されるよう期待している。しみやそばかすの予防にも効くだろう」と話している。

メラニン色素産生細胞のメラノサイトにおけるメラノソームの形成・成熟・輸送の仕組み
図1. メラニン色素産生細胞のメラノサイトにおけるメラノソームの形成・成熟・輸送の仕組み

4.1G欠損マウスの視覚検査。マウスの視覚機能を調べるために、明暗のコントラストやしま模様で動体視力を調べた(左)。その結果、野生型に比べて4.1G欠損マウスでは動体視力が低下していた(右)。
図2. Rab40C発現によるメラニン合成酵素Tyrp1の発現低下。マウス培養メラノサイトに緑色蛍光タンパク質を付加したRab40C(野生型及び各種変異体)を発現させ、メラニン合成酵素Tyrp1の発現に対する影響を免疫染色法で示した。野生型Rab40CやQ73L変異体を発現する細胞では、Varp分子の発現が低下するため、Tyrp1の発現が顕著に低下した(点線の細胞、矢印)。一方、G28N変異体やΔSOCS変異体では、Varpの発現量に影響を与えないため、Tyrp1の発現低下は観察されなかった。スケールバー= 20μm。
(いずれも提供:東北大学)
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