Establishment of a mechanical wound healing base through competitive dynamics

Research Project

Project/Area Number	22K19400
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	松村寛行東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (70581700)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords	創傷治癒 / メカニカルストレッチ / 細胞競合
Outline of Research at the Start	創傷治癒は、再上皮化の過程が重要な役割を果たしている。メカニカルストレッチ(MS)が、その再上皮化を促すことで、臨床的にも創傷治療に大きな貢献してきたにも関わらず、その仕組みは、未解明である。細胞競合は、同種細胞の適応度の差異に応じて組織から適応度の低い細胞を排除する組織恒常性維持の仕組みであるが、細胞競合の創傷治癒におけるその役割・機能は、ほとんどわかっていない。本研究では、細胞競合がどのようにして創傷治癒に関わり、その役割を担っているのか、MSに着眼して、その鍵となる分子メカニズムの解明を目指す。これにより、競合ダイナミズムを通じた創傷治癒の全く新しい治療基盤確立を目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	我々の組織を維持する上で絶対不可欠な創傷治癒は、角化細胞の再上皮化の過程が重要な役割を果たしている。メカニカルストレッチ（機械的刺激、MS）が、その再上皮化を促すことで、臨床的にも創傷治癒治療に非常に大きな貢献してきたにも関わらず、鍵となるその仕組みは、ほとんど未解明である。細胞競合は、同種細胞の適応度の差異に応じて組織から適応度の低い細胞を排除する仕組みである。我々は、皮膚において、表皮の幹細胞集団の細胞競合現象に着目し、老化や創傷治癒過程において解析し、細胞競合が組織恒常性を維持することで老化による組織の疲弊を軽減させていることや創傷治癒への関与の可能性を世界に先駆けて明らかにしてきた(Liu, Matsumura et al., Nature 2019)。しかしながら、創傷治癒におけるその役割・機能は、ほとんど明らかにできていない。本研究では、細胞競合がどのようにして創傷治癒に関わり、その重要な役割を担っているのか、メカニカルストレッチに着眼して、その鍵となる分子メカニズムの解明を目指す。これにより、競合ダイナミズムを通じた創傷治癒の全く新しい治療基盤へ繋げることを目的とした。本年度では、メカニカルストレッチと創傷治癒と細胞競合を関係の検証とその実態の解明を目的として、収縮力に影響を受けにくく、メカニカルストレッチの影響を評価しやすい創傷治癒実験モデルの構築に成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 収縮力の影響を受けにくく、メカニカルストレッチの影響を評価しやすい創傷治癒実験モデルの構築これまで、収縮力の響を受けにくく、メカニカルストレッチの影響を評価しやすい創傷治癒実験モデルは提案されていない。そこで、収縮力の影響を受けにくく、メカニカルストレッチの影響を評価しやすい創傷治癒実験モデルの構築を行った。具体的には、野生型マウスの尾部を用いて、表皮全層欠損の創傷治癒モデルの構築を試みた。その結果、表皮全層欠損により、背中の皮膚と比較して、収縮による治癒の影響が少なく、適度にメカニカルストレッチに対応できうる動物モデルの構築に成功している。
Strategy for Future Research Activity	収縮力の影響を受けにくく、メカニカルストレッチの影響を評価しやすい創傷治癒実験モデルを用いて、メカニカルストレッチに関わる遺伝子が細胞競合に関わるのか検証する。その遺伝子候補として、すでにメカニカルストレッチに関わり、表皮の維持に関わる遺伝子Xに着目しており、コンデショナルに遺伝子X欠損を誘導するマウスを入手し、その機能に迫る予定である。