角質層バリア形成および金属アレルギー発症におけるスプラバシンの機能解明
浜松医科大学皮膚科学講座

本田哲也

Suprabasin (SBSN) is a secreted protein and a substrate for transglutaminase 2 and 3 activities. In the skin epidermis,
SBSN is primarily expressed in the granular layer in both mice and humans. According to mouse studies, SBSN is suggested
to play a role in the formation of the corneal barrier. Furthermore, Sbsn-deficient mice show increased allergic responses tonickel, indicating that SBSN plays protective roles in the establishment of metal allergy. However, the exact involvementand detailed mechanisms in humans remain largely unclear. To address these issues, we measured the amount of SBSN in
the blood of nickel allergy patients. We also examined the involvement of SBSN in the skin corneal layer using a 3D-humanskin equivalent model. The results indicate that SBSN concentration in the blood was significantly lower in nickel allergy
patients than in non-nickel allergy patients. Knockdown of SBSN led to impaired corneal layer formation. Furthermore,
SBSN knockdown keratinocytes showed increased IL-1beta production. These findings suggest that SBSN plays aphysiological role in the formation of the skin corneal barrier and the development of nickel allergy.

１．緒言

スプラバシンは、皮膚や上部消化管（口腔粘膜・食道）などの重層扁平上皮にて発現が認められる分泌タンパク質の一種である。皮膚では、顆粒層〜角質層に主に発現が認められる（図 1）。従来、その機能については、消化管領域の悪性腫瘍に関する解析が少数行われている程度で、皮膚での生理的機能はほとんど解明されていなかった。
我々の研究室では、アトピー性皮膚炎患者の皮膚角質層のプロテオーム解析から、スプラバシンがアトピー性皮膚炎病変部で有意に低下していることを世界に先駆けて発見

図11）

した （図 2）。そして、アトピー性皮膚炎の中でも、金属皮膚スプラバシン

図 2 皮膚でのスプラバシンの発現

アレルギーと関連の深い“内因性アトピー性皮膚炎” において、血中スプラバシン濃度が低く、血中ニッケル濃度が高いことを見出した

2 , 3）。これらの知見を元に、我々はス-/-

プラバシンノックアウトマウス（Sbsnマウス）を作成し、皮膚角質層バリア形成および金属（ニッケル）アレルギー-/-発症におけるスプラバシンの機能解明を行った。Sbsn マッケルへの免疫寛容が誘導されず、ニッケルに対する接触皮膚炎が増強されていた 4）。以上の結果より、スプラバシンは皮膚角質層バリア形成および金属アレルギー病態制御に関わっている可能性が強く示唆された。しかしその詳細なメカニズム、人での妥当性は不明である。

ウスでは、胎児期において角質層バリア機能低下が認めら以上の背景から、本研究では、「皮膚角質層バリア形成れた。出生後は、顆粒層における顆粒の低形成、角質層のおよび金属アレルギー発症におけるスプラバシンの機能解脆弱性が認められた。ニッケルに対する接触皮膚炎のマウ明」を目的とした。化粧品を安全に使用する上で、皮膚角-/-

スモデルを作成し、Sbsn マウスにて検討を行ったところ、質層バリア形成機序、接触アレルギー反応発症機序理解はSbsn-/- マウスは予想に反し野生型マウスに比して炎症反極めて重要な課題である。上述のようにスプラバシンは角応が低下していた。ところが、経口ニッケル負荷状態では質層バリア、接触アレルギーの両者の制御に深く関わって-/-Sbsn

マウスの血中ニッケル濃度は有意に高く、またニいる可能性があり、スプラバシンの観点から解析を進める
ことで、角質層バリア形成とアレルギー病態を繋ぐ新たなメカニズム解明を目指す。

Functions of suprabasin in the formation of skin corneal barrier and development of metal allergy

2．方法

Tetsuya Honda

2 . 1．

Department of Dermatology, Hamamatsu University School of Medicineーの中でも特にニッケルアレルギーとの関係が深い可能性

これまでの研究結果から、スプラバシンは金属アレルギ− 141 −

コスメトロジー研究報告 Vol. 32, 2024

また、接触皮膚炎では種々の程度で IFN-gamma や IL-が考えられた。その基礎データを取得するために、ニッケルアレルギー患者における血清スプラバシン濃度を定量し、17A、IL-4/IL-13 などのサイトカインの関与が報告されてニッケルアレルギー、非アレルギー患者とで比較を行っいる。そのため、ヒト培養表皮角化細胞を用いてスプラた。浜松医科大学皮膚科に通院中で金属アレルギー疑いのバシンのノックダウンを shRNA にて行い、ニッケル刺激、ためパッチテストを施行した患者 31 名を対象とした。そ

各種サイトカイン刺激による IL- 1 beta 産生を ELISA で測のうち 10 名は特に明らかな皮膚症状を発症していなかっ定した。サイトカインは 50 μg/mL、ニッケルは 1 . 5 mMたが、8 名は手湿疹、6 名は慢性湿疹、3 名が掌蹠膿疱症、で 48 時間刺激した。

2 名が扁平苔癬、1 名が環状紅斑、1 名が円形脱毛症を発3．結症していた。内因性アトピー性皮膚炎患者は試験対象から除外した。パッチテストはパッチテストパネル（佐藤製薬果3 . 1．

株式会社）、5 % nickel sulfate（鳥居薬品工業株式会社）をパッチテスト施行 31 名のうち、10 名がニッケルに陽性用いて施行した。パッチテストの判定は ICDRG 基準に基であった。1 名はコバルトに陽性、３名がクロムに陽性、づき、貼付 3 日後、7 日後に行った。採血はパッチテスト

5 名が金に陽性であった。金属パッチテストに陰性の患者前に施行し血清を採取し冷凍庫に保存した。血清スプラは 17 名であった。ニッケル陽性患者（10 名）と金属パッバシンの定量は、ELISA を用いて測定した（Cloud-Clone,チテスト陰性患者（17 名）とで血清スプラバシン濃度を比SEH 197 Hu）以上の研究は浜松医科大学倫理委員会の承認較したところ、ニッケル陽性患者では金属パッチテスト陰のもと行われた（研究番号：20 - 138）。

性患者に比べ有意に低下していた 5）（P= 0 . 032）
（図 3）
。両群において、性別、年齢、血清 IgE に有意差は認めなかっ2 . 2．

た 5）（表１）。

後述のように、ニッケルアレルギー陽性の患者ではスプラバシンの血中濃度はニッケルアレルギー陰性（非金属ア3 . 2．

レルギー患者）患者より低値であることが判明した。この血中のニッケル濃度はニッケルアレルギー陽性患者のほ結果は、スプラバシンの発現が低いために皮膚や粘膜のバうが、金属アレルギー陰性患者より低かった（図 4）。他のリア機能が低下し、ニッケル吸収が亢進している可能性を金属（クロム、コバルト、金）の血中濃度は両群で差を認示唆する。それを検証するため、ニッケルアレルギー陽めなかった。

性、金属アレルギー陰性患者血清中のニッケル濃度を定量 し た（inductively coupled plasma mass spectrometry,
Mitsubishi Chemical Analytech, Tokyo, Japan）。

2 . 3．
皮膚角層バリア形成に関わるスプラバシンの機能を解析するため、ヒト３次元培養皮膚を用いてスプラバシンのshRNA によるノックダウンを行った。その後３次元培養
皮膚の HE 染色、免疫組織学的解析と、皮膚バリア機能関連分子の RT-PCR 解析を行った。

2 . 4．
金属アレルギーなど接触皮膚炎の反応にはインフラマソームの活性化が重要であることが報告されている。IL1 beta はインフラマソーム活性化の代表的な指標である。

表1

図3

患者背景− 142 −血中スプラバシン濃度

角質層バリア形成および金属アレルギー発症におけるスプラバシンの機能解明

3 . 3．

下において、スプラバシンのノックダウン群において IL-スプラバシンのノックダウンにより、表皮全体の厚さ、1 beta 産生がより高くなる傾向が認められた。

角質層の厚さはコントロールに比べ低下した（図 5 A）
。顆

4．考

粒層も低下していた（図 5 B）
。またフィラグリンやロリクリンなどの分化マーカーはスプラバシンノックダウンによ察

従来、内因性アトピー性皮膚炎患者は金属アレルギーを多く伴い、また血清スプラバシンが低下していることが報り低下していた（図 5 C, D）。

告されていたが、その低下がアトピー性皮膚炎に伴ったも3 . 4．のなのか、金属アレルギーに伴ったものかどうかは明らか

IL- 4 /IL- 13 刺激および IL- 17 A 刺激下において、IL-ではなかった。今回の結果は、症例数は少ないものの、金1 beta 産生が誘導される傾向が認められた。さらに同条件

属アレルギー自体が血清スプラバシン低下と関連している

図4

血中ニッケル濃度

図6

培養表皮角化細胞からの IL-1beta 産生

図 5 （A）三次元培養皮膚 HE 染色と表皮・角層厚定量 （B）HE 染色 （C）各種分化マーカーの RT-PCRと（D）免疫染色− 143 −コスメトロジー研究報告 Vol. 32, 2024

ことを強く示唆するものと考えられた。この理由は現時点され、また IL- 1 beta 産生が亢進している結果からは、スでは明らかではないが、スプラバシンは皮膚や腸管で発現プラバシンの生理的役割として、表皮角化細胞の分化促進、していることから、金属アレルギー患者では皮膚や腸管でIL- 1 beta 産生抑制を担っている可能性が示唆された。このスプラバシン発現が低下しバリア機能が障害され、金属のメカニズムが破綻すると、ニッケルアレルギーが成立しに感作されやすくなった可能性を考えた。

やすくなる可能性がある。今後はさらにそれらの詳細な分一方で、血中のニッケル濃度は予想に反し、ニッケルア子メカニズムを解析する必要があるが、表皮におけるスプレルギー陽性群で低下していた。この原因は不明であるが、ラバシンの補充は角層バリア機能維持、金属アレルギー感今回測定したニッケル濃度は通常の 10 倍以上の値が検出作抑制につながる可能性が考えられた。

されており、何らかの理由によりサンプルにニッケルがコンタミネーションしていた可能性を考えている。そのため現時点ではニッケル濃度について結論は出せず、今後の検討課題である。

（Reference）
1） Sakabe, J. et al. Proteome analysis of stratum
corneum from atopic dermatitis patients by hybrid

角層バリア形成におけるスプラバシンの機能であるが、スプラバシンのノックダウンにより表皮の分化マーカーは

quadrupole-orbitrap mass spectrometer. J Allergy Clin
Immunol 134, 957-960. e958（2014）．

著明に低下し、組織学的にも顆粒層の消失や角層の形成不2） Aoshima, M. et al. Decreased expression of全など、角層バリア形成不全が認められた。あくまで人工

suprabasin induces aberrant differentiation and的な系であるが、スプラバシンが表皮の分化促進、角層バ

apoptosis of epidermal keratinocytes: Possible role for

リア形成促進に関わっている可能性が示唆される。さらに、

atopic dermatitis. J Dermatol Sci 95, 107-112（2019）．

スプラバシンノックダウンにともない、IL- 1 beta の発現

3） Yamaguchi, H., Hirasawa, N., Asakawa, S., Okita, K.

は高くなる傾向が認められた。スプラバシンが低下するこ& Tokura, Y. Intrinsic atopic dermatitis shows highとで IL- 1 beta 発現が亢進すれば、金属アレルギーによる

serum nickel concentration. Allergol Int 6 4, 2 8 2-2 8 4

感作、惹起反応が亢進することが予想される。ニッケルア（2015）．

レルギー患者では表皮のスプラバシンが低下し、結果とし

4） Nakazawa, S. et al. Suprabasin-null mice retainてニッケルへの感作や惹起反応が促進している可能性が示

skin barrier function and show high contact

唆される。

hypersensitivity to nickel upon oral nickel loading. Sci5．総Rep 10, 14559（2020）．

括5） Nakazawa, S. et al. Decreased serum level of

血中スプラバシンの低下とニッケルアレルギー発症の関係が示唆された。また表皮におけるスプラバシンのノック

suprabasin in patients with nickel allergy. J Dermatol
49, e189-e190（2022）．

ダウンにより表皮角化細胞の分化、角層バリア形成が障害− 144 −