ランゲルハンス細胞の「細胞老化」に着目した皮膚バリア形成メカニズムの解析

• Project/Area Number: 23K12702
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• Principal Investigator: 爲廣 響子 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 研究開発本部機能化学材料技術部バイオ技術グループ, 研究員 (30965869)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 皮膚バリア / 細胞老化 / 皮膚免疫 / 皮膚バリア機能 / 自然免疫 / ランゲルハンス細胞

Outline of Research at the Start

身体を覆う皮膚は外界からの様々な刺激や異物の侵入を妨げる役割を持ち、角化細胞や繊維芽細胞を始めとしたさまざまな種類の細胞により構成されている。高齢者では、皮膚バリアを形成する細胞の機能が衰え、老人性乾皮症を引き起こすことが明らかとなっており細胞老化は皮膚バリア形成に大きな影響を及ぼす。さらに近年では老化細胞が周囲の細胞に細胞老化を伝播し機能変化を促すことも報告されており、皮膚内においても老化した細胞との相互作用により非老化細胞の皮膚バリア形成能やその他の機能に影響が出る可能性が考えられた。そこで本研究では、ランゲルハンス細胞の細胞老化に着目し、皮膚バリア形成に与える影響を解析する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ランゲルハンス細胞において細胞老化が皮膚バリア形成へ与える影響の解析を目的としている。令和5年度では、ランゲルハンス細胞に適した細胞老化の誘導手法の確立を目標とし、これまで報告のあった複数の手法を用いて、単球に刺激を入れることで細胞老化誘導の検討を行った。細胞老化の指標としては老化マーカーであるp16、p21、p53の発現やSA-βGal活性、細胞増殖、細胞の形態変化、SASP産生を主な老化指標と捉え、各誘導方法(薬剤を用いた手法4種および継代老化)における変化を比較した。継代回数が多い細胞(P60)と比較的少ない細胞(P20)を用いて老化指標を比較したところ、SA-βgal活性や細胞形態などに変化はなく、少なくとも40回程度の継代回数の差では細胞老化が誘導できないことが明らかとなった。一方薬剤を用いた残りの手法ではいずれもSA-βgal活性の顕著な増加や老化マーカー発現増加が認められ細胞老化が誘導されていることを確認した。また、各手法ごとに老化指標を比較したところ、誘導法により老化指標変化の傾向が異なることも明らかとなった。
以上のことから、単球に適した細胞老化誘導の確立に成功したため、今後は単球をランゲルハンス細胞へ分化させた上で上記手法を用いて老化誘導を行い、各誘導法における特徴の解析やRNA-seq解析への発展を予定している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和5年度はランゲルハンス細胞に適した細胞老化誘導手法の確立を目標としていた。実際に、複数の方法を試し、SA-βgal活性上昇およびその他の老化指標項目もクリアできた3手法で細胞老化が誘導できていることを確認した。
ランゲルハンス細胞に分化させてから老化を誘導するのか、老化を誘導させてからランゲルハンス細胞へ分化させるのかなど検討すべき課題は残っているが、大きな目標は達成することができたため、順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

細胞老化を誘導したランゲルハンス細胞を用いてRNAseq解析を実施する。
さらに発現変動が確認された遺伝子が皮膚のバリア機能形成や周辺細胞との相互作用への関与の有無を精査する。