| Project/Area Number |
23K13880
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
辻 徳治 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (50845112)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 羊水 / 表皮分化 / 表皮角化細胞 / トランスグルタミナーゼ / セラミド生合成 / 表皮組織 / 脂質代謝 / ケラチノサイト / 三次元立体培養 |
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| Outline of Research at the Start |
表皮細胞は、分化を繰り返すことで「表皮多層構造」を形成する。胎児の表皮形成は、羊水で満たされた羊膜内腔で進行するため、羊水中には表皮形成を促進する因子が存在すると考えられる。しかし、表皮細胞を液体培地中で培養する「液相培養」では、多層構造の再現が困難であり、羊水由来因子を介した表皮形成促進機構については未解明な点が多い。
本研究では、ヒトを含む有羊膜類の中でも、短い胎生期間で成熟した表皮構造を獲得するニワトリに着目し、採取したニワトリ羊水中から表皮形成を強く促進する因子を探索、同定する。さらに、当該の羊水由来因子が、どのように表皮形成を促進するのか、その分子機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「ヒト表皮細胞の分化促進に寄与する羊水由来因子の同定および当該因子の作用機序の解明」を目的として研究を進めている。本年度は、ヒト表皮由来不死化角化細胞株であるKer-CT細胞を用いた解析を実施し、胎生期中期のニワトリ受精卵から採取した羊水には、ヒト表皮細胞の分化促進に寄与する因子が含まれていることを報告した (T Tsuji, et al., Arch Biochem Biophys., 2025)。まず、Ker-CT細胞の培養培地中に胎生期中期のニワトリ羊水を添加することで、表皮形成に必要不可欠なタンパク質架橋化酵素であるトランスグルタミナーゼ（TGase）や、複数の表皮分化マーカーのタンパク質発現が増加することを明らかにした。また、羊水添加によって、ヒト1番染色体上の表皮分化複合体からコードされる遺伝子群や、表皮分化の制御に関わる複数の転写因子の遺伝子発現量が増加することを示した。さらに、これらの表皮分化関連因子のみならず、表皮バリアの形成に必要不可欠なセラミドの生合成に関わる酵素や、その発現制御に寄与する転写因子の発現が促進することを明らかにした。加えて、限外濾過法を用いた羊水成分の分画を実施することで、胎生期中期のニワトリ羊水に含まれるタンパク質性の因子が、TGaseや表皮分化マーカータンパク質、ならびにセラミド生合成関連因子 (酵素・転写因子) のタンパク質発現の促進に寄与している可能性を示した。これにより、羊水成分を介した表皮形成メカニズムの一端を理解するための新たな知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究ではこれまでに、ニワトリ羊水由来の因子がヒト表皮細胞における分化やセラミド生合成に重要な役割を果たしている可能性を示してきた。現在は、羊水由来因子がどのようにして各種の分化関連因子やセラミド生合成関連因子の発現促進に寄与しているのか、その分子機序を明らかにするための解析に取り組んでいる。また、ニワトリ羊水由来のどのような成分が、ヒト表皮細胞の分化、及びセラミド生合成の促進に寄与しているのか、カラムクロマトグラフィー等による羊水成分の分画・精製についても検討を進めている。さらに、羊水刺激によって発現増加が認められたセラミド生合成関連因子の発現変化が、表皮細胞の分化や表皮バリアの形成にどのような影響を与えるかについても解析を進めている。一連の解析に継続して取り組むことで、表皮分化や表皮バリア形成の促進に寄与する羊水由来成分の同定とその作用機序の一端が明らかになることが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、羊水由来因子がどのようにして表皮分化やセラミド生合成に関わる因子群の発現促進に寄与しているのかを明らかにするため、ヒト表皮細胞（Ker-CT細胞、ヒト新生児由来正常表皮角化細胞）における羊水刺激に対する遺伝子発現変化の解析を試みる。また、表皮分化やセラミド生合成の促進に寄与する候補因子の同定を目指し、羊水成分の分画・精製条件の検討に継続して取り組む。加えて、ニワトリの羊水のみならず、哺乳類の羊水中にも表皮分化やセラミド生合成に関わる成分が含まれている可能性についても検証を進める予定である。さらに、羊水刺激によって発現促進が認められたセラミド生合成関連因子（酵素・転写因子）が、表皮細胞の分化や表皮バリアの形成に与える影響を精査するため、当該因子のノックダウンならびに安定過剰発現株の樹立を計画している。
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