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Development of human skin equivalent for atopic dermatitis with human iPS cells-derived sensory neurons: elucidation of mechanism of itch sensitivity

Research Project

Project/Area Number 22K08412
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53050:Dermatology-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

鎌田 弥生  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (00410035)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高森 建二  順天堂大学, 医学部, 特任教授 (40053144)
冨永 光俊  順天堂大学, 大学院医学研究科, 先任准教授 (50468592)
外山 扇雅  順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (50805893)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsアトピー性皮膚炎 / 感覚神経 / かゆみ / 三次元培養皮膚モデル / iPS細胞 / ヒト三次元培養皮膚モデル
Outline of Research at the Start

アトピー性皮膚炎 (AD) はかゆみのある湿疹を主病変とする疾患である。激しいかゆみは不眠や集中力の低下をもたらし、患者のQOLを低下させることから、ADの鎮痒薬の開発は必要不可欠とされている。ADの病変部は表皮内に神経線維が増生しやすい状態にあり、かゆみ過敏の原因になると考えられているが、AD病変部は健常皮膚より神経線維が少ないという報告もあり、その動態は不明点が多い。そこで本研究は、ヒトiPS細胞由来感覚神経と共培養したヒト三次元培養ADモデルを構築し、AD病変部の軸索ガイダンス分子の発現変動機序と表皮内神経線維の動態を明らかにすることで、新しい鎮痒法の開発への応用を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

アトピー性皮膚炎はかゆみのある湿疹を主病変とする疾患で、難治性のかゆみは不眠や集中力低下をもたらし、患者のQuality of Lifeは著しく低下する。ADで見られるかゆみ過敏は表皮角化細胞が産生するセマフォリン3Aなどの神経反発因子が減少し、本来真皮内にある神経線維が表皮内まで伸長し、増生することが一因であると考えられている。そこで本研究はヒトiPS細胞由来感覚神経と共培養した三次元培養ヒトADモデルを構築し、AD病変部の軸索ガイダンス分子の発現変動機序と表皮内神経線維の動態を明らかにすることにより、表皮内神経線維を制御する新しい鎮痒法の開発に応用することを目指す。
令和5年度はヒトiPS細胞から神経提細胞、末梢感覚神経まで誘導する方法を確立した。また、三次元培養正常皮膚モデルの作製方法を確立するため、いくつかの方法を試した。市販キットを用いた方法は皮膚構造が上手く形成されず、文献を参考にした方法では皮膚に類似した構造が確認できた。今後、種々の表皮分化マーカーの発現やコラーゲンなどの細胞外基質、線維芽細胞のマーカーとしてビメンチンの分布等を免疫組織化学染色で解析する予定である。また、AD類似三次元皮膚モデルを作製するため、昨年度は単層培養系にサイトカインを添加し、フィラグリンや軸索ガイダンス分子の発現を解析したが、今年度はより生体に近い条件で解析するために、三次元培養表皮モデルの作製過程でサイトカインを加える実験を行った。その結果、単層培養系と同じくフィラグリンはいずれの組合せでも発現が減少し、神経反発因子セマフォリン3Aの発現減少と神経成長因子の発現増加は認められなかった。以上のことより、AD病変部を完全に模倣するためには、サイトカイン環境の変化だけでは不十分であると考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

iPS細胞から末梢感覚神経の誘導と、三次元培養皮膚モデルの構築に1回あたり約2か月~2か月半を要し、研究を迅速に進めることが困難であった。

Strategy for Future Research Activity

神経細胞と三次元培養皮膚モデルの共培養系の構築に取り組む。具体的には、iPS細胞由来感覚神経やラット後根神経節細胞を用いて、三次元培養皮膚との共培養が可能か、可能な場合、神経細胞の分布はどのように変化するのかを確認する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Identification of keratinocyte cytoprotectants against toxicity by the multikinase inhibitor sorafenib using drug repositioning2024

    • Author(s)
      Kamata Yayoi、Kato Rui、Tominaga Mitsutoshi、Toyama Sumika、Komiya Eriko、Utsumi Jun、Kaneko Takahide、Suga Yasushi、Takamori Kenji
    • Journal Title

      JID Innovations

      Volume: 4 Issue: 3 Pages: 100271-100271

    • DOI

      10.1016/j.xjidi.2024.100271

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Psychological Stress on Spontaneous Itch and Mechanical Alloknesis of Atopic Dermatitis2024

    • Author(s)
      Qiaofeng ZHAO, Mitsutoshi TOMINAGA, Sumika TOYAMA, Eriko KOMIYA, Tomohiro TOBITA, Motoki MORITA, Ying ZUO, Kotaro HONDA, Yayoi KAMATA and Kenji TAKAMORI
    • Journal Title

      Acta Dermato-Venereologica

      Volume: 104 Pages: adv18685-adv18685

    • DOI

      10.2340/actadv.v104.18685

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Increased production of natural moisturizing factors and bleomycin hydrolase activity in elderly human skin.2023

    • Author(s)
      Tsurumachi M, Kamata Y, Tominaga M, Ishikawa J, Hideshima T, Shimizu E, Kaneko T, Suga Y, Takamori K.
    • Journal Title

      J Dermatol Sci.

      Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 2-9

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2023.03.001

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Dupilumab on Itch-Related Events in Atopic Dermatitis: Implications for Assessing Treatment Efficacy in Clinical Practice2023

    • Author(s)
      Ryoma Kishi, Sumika Toyama, Mitsutoshi Tominaga, Yayoi Kamata, Eriko Komiya, Takahide Kaneko, Yasushi Suga, Kenji Takamori
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 239-239

    • DOI

      10.3390/cells12020239

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 対比的トランスクリプトーム解析による抗がん剤皮膚障害の予防・治療薬の探索.2024

    • Author(s)
      内海潤, 清水久範, 鎌田弥生, 冨永光俊, 髙森建二.
    • Organizer
      日本薬学会第144年会, 横浜
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Development of keratinocyte cytoprotectant against toxicity of multikinase inhibitor sorafenib.2023

    • Author(s)
      Kamata Y, Kato R, Tominaga M, Toyama S, Komiya E, Utsumi J, Kaneko T, Suga Y, Ogawa H, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analyses of bleomycin hydrolase activity and natural moisturizing factor in elderly human skin.2023

    • Author(s)
      Tsurumachi M, Kamata Y, Tominaga M, Ishikawa J, Hideshima T, Shimizu E, Kaneko T, Suga Y,  Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Therapeutic effects and cytoprotection mechanisms of antifungal agents on hand-foot skin reaction induced by multi-kinase inhibitor.2023

    • Author(s)
      Kato R, Kamata Y, Tominaga M, Kishi R, Kaneko T, Tsujimura A, Suga Y, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Examination of itch biomaker in pruritic skin diseases.2023

    • Author(s)
      Kawamura M, Kamata Y, Komiya E, Moniaga CS, Takahashi N, Kaneko T, Suga Y, Tominaga M, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between regulatory T cell distribution and interleukin-33 in a mouse model of atopic dermatitis.2023

    • Author(s)
      Toyama S, Kamata Y, Komiya E, Tominaga M, Ogawa H, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of dupilumab on itch-related events in atopic dermatitis: Implications for assessing treatment efficacy in clinical practice.2023

    • Author(s)
      Kishi R, Toyama S, Tominaga M, Kamata Y, Komiya E, Kaneko T, Suga Y, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neurotropin reduces dry skin induced alloknesis via the descending inhibitory system.2023

    • Author(s)
      Komiya E, Honda K, Toyosawa Y, Toyama S, Kojima G, Kamata Y, Ogawa H, Tominaga M, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of psychological stressors on itch of atopic dermatitis.2023

    • Author(s)
      Zhao Q, Tominaga M, Toyama S, Komiya E, Tobita T, Kamata Y, Takamori K.
    • Organizer
      The 1st International Societies for Investigative Dermatology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TLQP-21 is a mediator of itch caused by skin barrier disruption.2023

    • Author(s)
      Matsumoto T, Tominaga M, Yokota M, Kamata Y, Tsurumachi M, Kaneko T, Suga Y, Murase T, Ishikawa J, Murase D, Takamori K.
    • Organizer
      12th World Congress on Itch
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of psychological stressors on itch of atopic dermatitis.2023

    • Author(s)
      Zhao Q, Tominaga M, Toyama S, Komiya E, Tobita T, Zuo Y, Honda K, Kamata Y, Takamori K.
    • Organizer
      12th World Congress on Itch
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチキナーゼ阻害薬による手足症候群に対する抗真菌薬の有効性の検討とそのメカニズムの解明.2023

    • Author(s)
      加藤塁, 鎌田弥生, 冨永光俊, 岸龍馬, 金子高英, 辻村晃,須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第122回日本皮膚科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 高齢者の皮膚では天然保湿因子とブレオマイシン水解酵素活性が亢進している.2023

    • Author(s)
      鶴町宗大, 鎌田弥生, 冨永光俊, 石川准子, 秀島朋樹, 清水映里, 金子高英, 須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第122回日本皮膚科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 掻痒性皮膚疾患における血漿オピオイド量および血清リポカリン-2量の動態解析.2023

    • Author(s)
      河村麻佑, 鎌田弥生, 古宮栄利子, Catharina Sagita Moniaga, 高橋伸明, 金子高英, 須賀康, 冨永光俊, 髙森建二.
    • Organizer
      第122回日本皮膚科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] デュピルマブ治療によるアトピー性皮膚炎における掻痒関連事象への影響.2023

    • Author(s)
      岸龍馬, 外山扇雅,冨永光俊,鎌田弥生,古宮栄利子,金子高英,須賀康,高森建二.
    • Organizer
      第122回日本皮膚科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 高齢者の皮膚では天然保湿因子とブレオマイシン水解酵素活性が亢進している.2023

    • Author(s)
      鶴町宗大, 鎌田弥生, 冨永光俊, 石川准子, 秀島朋樹, 清水映里, 金子高英, 須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第38回角化症研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 高齢者の皮膚におけるブレオマイシン水解酵素の発現・活性動態の解析.2023

    • Author(s)
      鶴町宗大, 鎌田弥生, 冨永光俊, 石川准子, 秀島朋樹, 清水映里, 金子高英, 須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第28回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ソラフェニブによる手足症候群に対する抗真菌薬の治療効果とその機序の検討.2023

    • Author(s)
      加藤 塁, 鎌田弥生, 冨永光俊, 岸龍馬, 金子高英, 辻村晃,須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第75回日本皮膚科学会西部支部学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 機械的アロネーシスの発生メカニズムの解明と治療法の開発.2023

    • Author(s)
      冨永光俊, 本田耕太郎, 楠部史也, 飛田知央, 古宮栄利子, 横田将史, 黒澤大, 髙橋伸明,外山扇雅, 趙巧鳳, 左穎, 鎌田弥生, 髙森建二.
    • Organizer
      第75回日本皮膚科学会西部支部学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] IL-33-制御性T細胞の相互作用に着目したアトピー性皮膚炎の病態形成メカニズムの解明.2023

    • Author(s)
      外山扇雅, 冨永光俊, 鎌田弥生, 髙森建二.
    • Organizer
      第72回日本アレルギー学会学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 老人性そう痒症に有効な薬剤とその作用機序の解明.2023

    • Author(s)
      小島豪, 古宮栄利子, 本田耕太郎, 鎌田弥生, 金子高英, 須賀 康, 冨永光俊, 髙森建二.
    • Organizer
      第87回日本皮膚科学会東京支部学術大会
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  • [Presentation] 分子標的型抗がん剤ソラフェニブによる表皮細胞障害に対する細胞保護剤の開発.2023

    • Author(s)
      鎌田弥生, 加藤塁, 冨永光俊, 外山扇雅, 古宮栄利子, 内海潤, 金子高英, 須賀康, 髙森建二.
    • Organizer
      第53回日本皮膚免疫アレルギー学会学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] アトピー性皮膚炎と神経.2023

    • Author(s)
      鎌田弥生, 髙森建二.
    • Organizer
      第53回日本皮膚免疫アレルギー学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 抗がん剤レゴラフェニブの表皮細胞障害に対する保護剤の開発:トランスクリプトーム解析によるアプローチ.2023

    • Author(s)
      内海潤, 冨永光俊, 清水久範, 鎌田弥生, 髙森建二.
    • Organizer
      第53回日本皮膚免疫アレルギー学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Benzimidazole antiparasitics induce semaphorin 3A expression via JNK/AP-1 signaling in normal human epidermal keratinocytes.2022

    • Author(s)
      Kamata Y, Fujita M, Tominaga M, Kaneko T, Suga Y, Ogawa H, Takamori K.
    • Organizer
      The 47th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A single administration of Neurotropin reduces dry skin-induced mechanical alloknesis in mice.2022

    • Author(s)
      Komiya E, Honda K, Toyosawa Y, Toyama S, Kojima G, Kamata Y, Tominaga M, Takamori K.
    • Organizer
      The 47th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] アトピー性皮膚炎病変部におけるセマフォリン3Aの発現減少要因の解明.2022

    • Author(s)
      鎌田弥生, 冨永光俊, 古宮栄利子, 外山扇雅, 本田耕太郎, 趙巧鳳, 飛田知央, 高森建二.
    • Organizer
      第52回日本皮膚免疫アレルギー学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 順天堂大学大学院医学研究科環境医学研究所 かゆみの研究

    • URL

      https://research-center.juntendo.ac.jp/kankyo_igaku/research/g1/

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
  • [Remarks] かゆみと真剣勝負、かゆみの克服を目指して!

    • URL

      https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/kankyo_igaku/kayumi/

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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