ヒト３次元培養表皮モデルを用いた、自家培養表皮移植後の肥厚性瘢痕発生要因の解明

• Project/Area Number: 23K15955
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
• Research Institution: International University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 石井 直弘 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (70338094)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2027: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2026: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 培養表皮 / ヒト３次元培養表皮モデル / バリア機能 / 先天性巨大色素性母斑 / 自家培養表皮 / ヒト３次元培養表皮 / 肥厚性瘢痕

Outline of Research at the Start

表皮細胞を培養したシートである自家培養表皮を用いた先天性巨大色素性母斑の治療では、移植後に傷痕が盛り上がる肥厚性瘢痕が課題の１つとなっているが、肥厚性瘢痕を引き起こす原因は不明である。我々は、これまでの研究結果との比較から、自家培養表皮特有の未成熟性が治療後の肥厚性瘢痕の原因ではないかと推測した。そこで本研究では、自家培養表皮移植後の成熟過程を再現するヒト３次元培養表皮モデルを用いて、自家培養表皮を用いた巨大色素性母斑治療における肥厚性瘢痕発生に関わる因子について明らかにすることを目的とした。

Outline of Annual Research Achievements

自家培養表皮移植後2週・4週・6週の培養表皮の形態状態に相当する、ヒト３次元培養表皮モデルの各々の培養日数を導くこと、及び各培養日数におけるバリア機能評価を行なうことを当面の目標とする。 これに先駆けて、既定の培養日数（6日目と13日目）2種類のヒト３次元培養表皮モデルとして、エピモデル 24 6Dとエピモデル 24を使用して形態学的評価を行ない、自家培養表皮移植後2週・4週・6週に相当する培養日数のあたりを付けることにする。さらにこのモデル2種類のバリア機能評価も合わせて行ない、今後の指標とする。以下の2つの研究ともに観察研究遂行中である。
1．電子顕微鏡による、ヒト３次元培養表皮モデルの形態学的評価・バリア機能評価
①角層から基底膜の全体におけるケラチノサイトの形態を観察する。②表皮細胞（基底膜に近い部分（基底膜～有棘層付近））間のデスモソーム結合の数を調べる。③基底膜（メンブレンの直上に基底膜様構造が確認されている）の状態を観察する。④水分含有状態の評価指標のためにラメラ構造を観察する。しっかり保たれているラメラ構造がどの程度あるかを目安に評価を行なう。
2．免疫染色による、ヒト３次元培養表皮モデルのバリア機能評価
エピモデルの細胞シートを用いて、抗Claundin 1抗体 、ZO 1抗体の免疫染色条件検討試験と本番試験を行なっている。抗体タイトジャンクション（表皮バリア機能で重要な役割を担う）の発現の有無を確認している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

電子顕微鏡による、エピモデルの形態学的評価・バリア機能評価、及び免疫染色による、エピモデルのバリア機能評価に関して結果が得られていないため。
そのため、自家培養表皮移植後2週・4週・6週の培養表皮の形態状態に相当する、ヒト３次元培養表皮モデルの各々の培養日数を導くことにまだ至っていない。

Strategy for Future Research Activity

自家培養表皮移植後2週・4週・6週の培養表皮の形態状態に相当する、ヒト３次元培養表皮モデルの各々の培養日数を導くこと、及び各培養日数におけるバリア機能評価を行なうことを次年度内に完遂したい。
余裕があれば液性因子の解析にすすみたい。