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生命にとって亜鉛が いかに重要かを知る

  • コラーゲン産生と 亜鉛の関係を明らかにする
  • 次の話の主役は、亜鉛トランスポーターZIP7 です。深田教授らの研究グループは、皮膚における 役割が不明だったZIP7が、線せ ん維い 芽が 細さ い胞ぼ う(皮膚の 真皮層でコラーゲンなどをつくる細胞)に存在する ことに着目し、皮膚のコラーゲン産生や維持と亜鉛 の関係を調べました。  
    研究手法はZIP 10 の実験と似ています。Ⅰ型コ ラーゲン遺伝子が発現する線維芽細胞でZIP7 を持たないマウス(ZIP7 遺伝子欠損マウス)を 用意し、健康なマウスと比べてみるという実験です。  
    その結果は、図Cをみていただくと一目瞭然です。 ZIP7 遺伝子欠損マウスの皮膚(真皮層)は非常 に薄く、コラーゲン層(青色部分)も同様です。  
    皮膚だけではありません。ZIP7遺伝子欠損マ ウスには、骨が弱くて変形し(骨密度低下、軟骨組織 の異常)、歯が破折し(歯牙形成異常)、皮下脂肪の減 少などの異常もみられました。  
    真皮、骨、軟骨、歯、脂肪。これらの組織は間か ん葉よう系け い の幹細胞から分化したという共通点を持っています。 ZIP 10 は上皮系幹細胞でしたが、ZIP7 は間葉 系幹細胞の増殖や分化に関係します。同じ皮膚でも 表皮と真皮では、それらのもととなる幹細胞は異な るので、上皮系幹細胞と間葉系幹細胞とでは、それ ぞれに関与する亜鉛トランスポーターの種類が違う のです。

  • 亜鉛トランスポーターが 細胞のストレスを緩和する
  • では、ZIP7は、どのように間葉系幹細胞に関 与しているのか? 具体的な仕組みを調べてみると、 細胞質内にある小しょう胞ほ う体た いと呼ばれる小器官で問題が起 こることがわかりました。  

    ZIP7 は小胞体に集まっているのですが、 ZIP7がなくなると小胞体がストレスを感じ、そ れが原因で細胞死(アポトーシス)が生じるという 問題です。小胞体では、いったいどんなストレスが 生じているのでしょうか?  小胞体は、数十億に及ぶ人体のすべての細胞質内 に存在します。どんなことをしている小器官かとい うと、タンパク質の合成、貯蔵、輸送などの品質管理 を行っています。小胞体がうまく機能するおかげで、 細胞のクオリティーは保たれているわけです。  
    そんな小胞体の中では、PDI(プロテインジス ルフィードイソメラーゼ)という酵素が、つくられ たタンパク質の整形を担当しています。この酵素は、 小胞体内に亜鉛が増えすぎることを嫌います。亜鉛 が増えすぎるとPDIたちは寄り集まり、フリーズ したような状態に陥ります。すると小胞体内には不 完全なタンパク質がつくり出され、ゴミのようにた まっていきます。小胞体が感じるストレスとは、こ のような小胞体の環境の悪化です。  
    ZIP7は小胞体内をチェックして、亜鉛が増え すぎると小胞体の外に出す(小胞体の外側は細胞質 なので、結局は細胞質に亜鉛を入れていることにな る)役割を担っています。ZIP7のおかげで小胞 体内の亜鉛量が最適化されると、PDIはしっかり 働けるのでゴミはたまらず、ストレスは回避される というわけです。

  • 亜鉛シグナルの研究は まだ始まったばかり
  • 今回は、皮膚をテーマとしてZIP 10 とZIP7 という亜鉛トランスポーターの役割と、亜鉛シグナ ルのしくみを概観してきました。この2つの研究を みただけでも、亜鉛シグナル研究には、大きな可能 性が秘められていることがわかります。  アトピー性皮膚炎との関連でいえば、亜鉛が皮膚 バリア機能やコラーゲン産生をはじめとする皮膚の 健康に大きくかかわっていることは、大変興味深い 事実です。亜鉛シグナルの研究がさらに進めば、皮 膚炎や脱毛症などの新たな治療法の開発、創薬が実 現するはずです。  
    亜鉛シグナルの研究が本格的になり、実に様々な ことが明らかにされ始めています。しかし、研究分 野としてはまだ歴史が浅く、これから解明されるべ きことはたくさんあります。例えば、亜鉛トランス ポーターは、いつ、どんなときに増えて活性化する のでしょうか? この仕組みがわかれば、医療は飛 躍的に発展するはずです。  
    最後に、現在わかっている亜鉛トランスポーター と様々な病態の関連性をまとめた一覧表を掲載して おきます。亜鉛は、人体のあらゆる細胞に影響力を 持っています。全身の成長、老化、免疫機構など、健 康全体に関わり、がん、アルツハイマー、パーキンソ ン病などの難病との関連も明らかにされ始めていま す。  
    「亜鉛シグナルの異常はどのように病気に関わっ ているのか。それらの病気にはどのような亜鉛補充療法が適するのか。」などについては、深田教授 が会長を務める亜鉛栄養治療研究会(http://zincnutritional. kenkyuukai.jp)で熱心に議論されていま す。さらに、国際的な組織である国際亜鉛生物学会 の学術大会が、深田教授が大会長として2019年の9月に日本(京都)で開催されることが決まりま した。亜鉛に対する関心が、国内外で高まっています。 「亜鉛って、意外とあなどれない⋮」  あなたの亜鉛に対するイメージは、多少(かな り?)変わったのではないでしょうか?




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