真皮幹細胞におけるメラニンの蓄積は、太陽lentigoでのエキソソーム媒介皮膚基底膜構造を悪化させます

太陽lentigo（SL）は、太陽にさらされた領域で発生する色素沈着過剰の肥満であり、表皮にメラニン色素が蓄積することを特徴としています。それどころか、メラニンに組み込まれたマクロファージも真皮で同定されています。これは、基底膜の破壊によるメラニン移動によって引き起こされると考えられていますが、詳細なメカニズムは不明のままです。この研究では、病理学的方法によってSL病変を分析し、in vitroで培養皮膚モデルを使用して真皮のメラニン蓄積のメカニズムを調べました。まず、SL病変の基底膜の主要成分であるIV型コラーゲン（COL4）の有意な減少が観察されました。基底膜は、ケラチノサイトと皮細胞の相互作用によって形成されることが知られています。したがって、線維芽細胞または真皮幹細胞を含む皮膚モデルを構築し、基底膜形成への影響を調べました。結果は、真皮幹細胞由来のエキソソームによって媒介されるCol4の著しく強化された産生を示しました。SL真皮におけるメラニン局在の分析により、CD163陽性マクロファージとCD271陽性の皮膚幹細胞が両方ともメラニン色素を引き起こすことが明らかになりました。メラノソームを取り入れた真皮幹細胞のエキソソームは、Col4発現を促進するのにあまり効果的ではありませんでした。これらの発見は、皮膚幹細胞由来のエキソソームによるケラチノサイトにおけるCOL4産生の促進が基底膜の恒常性を維持するために重要であるが、このメカニズムはSL病変で破壊され、皮膚の慢性メラニンの蓄積につながることを示唆しています。

Solar lentigo (SL) is a hyperpigmented macule that occurs in sun-exposed areas and is characterized by the accumulation of melanin pigment in the epidermis. On the contrary, melanin-incorporated macrophages have also been identified in the dermis, which is thought to be caused by melanin transfer due to disruption of the basement membrane, but the detailed mechanism remains unclear. In this study, we analysed SL lesions by pathological methods and examined the mechanism of melanin accumulation in the dermis using cultured skin models in vitro. First, we observed a significant decrease in type IV collagen (COL4), a major component of the basement membrane, in SL lesions. The basement membrane is known to be formed by the interaction of keratinocytes and dermal cells. Therefore, we constructed skin models containing fibroblasts or dermal stem cells and examined their effects on basement membrane formation. The results showed a markedly enhanced production of COL4 mediated by dermal stem cell-derived exosomes. The analysis of melanin localization in the SL dermis revealed that CD163-positive macrophages and CD271-positive dermal stem cells both took up melanin pigment. Exosomes of dermal stem cells incorporating melanosomes were less effective in promoting COL4 expression. These findings suggest that while the promotion of COL4 production in keratinocytes by dermal stem cell-derived exosomes is important for maintaining basement membrane homeostasis, this mechanism is disrupted in SL lesions, leading to chronic melanin accumulation in the dermis.