臨床応用へ向けた人工皮膚付属器誘導細胞移植法の開発

Research Project

Project/Area Number	23K24506
Project/Area Number (Other)	22H03247 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	岡崎睦東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50311618)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤澤興東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00878390) 金山幸司東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40612601) 栗田昌和東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20424111)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000) Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords	皮膚付属器再生 / 遺伝子導入 / 付属器再生 / 創傷治癒 / 皮膚付属器誘導 / レンチウイルスベクター / 抗ヒト核抗体
Outline of Research at the Start	現在まで開発されている組織工学による皮膚は、真皮と表皮から構成されたものであり、毛包・脂腺などの付属器が含まれないため、乏毛かつ潤いに欠ける乾皮の状態になる。また、男性型脱毛症や熱傷・外傷が原因の瘢痕性禿髪など、失われた毛髪の再獲得に対する需要は多い。本研究では、臨床的に実装が可能かつ安全な方法で必要な遺伝子群を遺伝子導入し、皮膚付属器誘導能を付与したヒト上皮・間葉系細胞を共移植することによって、皮膚付属器の再生を実現し、無毛・乾皮症の根本的な解決法となる新しい治療法の開発を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	皮膚創傷部位やその後の瘢痕、禿髪に対して、皮膚付属器を伴う皮膚再生を実現することは、無毛・乏毛・乾皮症の根本的な解決となる新しい治療法となりうる。我々は、マウス成体由来の上皮・間葉系細胞に特定の遺伝子群を遺伝子導入することによって「成熟した毛髪を含む皮膚付属器の再構成能を与える方法」の開発に成功してきた。本研究では、この技術をヒト細胞に応用するべく、研究を進めている。臨床応用を想定して、成人皮膚由来細胞に対する毛包・皮膚付属器誘導能付与方法の開発を進めるため、市販されているヒト成人由来ケラチノサイト、ヒト成人由来脂肪由来間葉系細胞、ヒト成人由来線維芽細胞を用いた検討を行った。それぞれ培養条件下に、レトロウイルスベクターを用いて、既に同定している皮膚付属器再構成能・再生能・誘導能を付与するための遺伝子セットについて遺伝子導入を行ったのち、ヌードマウスの背部に装着したシリコンチャンバー内に混合移植した。マウスの免疫応答によりヒト細胞の生着が拒絶されたため、より免疫能の低いNod-SKIDマウス、さらにNSGマウスに変更した。また、遺伝子導入効率を向上させるため、薬剤選択を併用したレンチウイルスベクターに変更し遺伝子導入を行った。今のところ組織切片による組織学的形状評価ではヒト細胞による発毛の証明には至っていないが、その一方で、ヒト細胞の検出法として、抗ヒト核抗体や抗ヒトミトコンドリア抗体を用いて様々なヒト免疫組織化学染色の手法を検討・最適化を行い、精度の高い検出法を確立している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason マウスに対するヒト細胞移植にあたり、当初は免疫拒絶反応や遺伝子導入効率が低い問題があったが、マウスの種類を変更し、ウイルスベクターをレトロウイルスから薬剤選択を併用したレンチウイルスベクターに変更することで、実験系として安定するようになった。今のところヒト細胞による発毛の確証を得るには至っていないが、ヒト細胞検出法については抗ヒト核抗体による免疫組織化学染色により確度の高い検出法を確立できたことから、次年度以降の研究の進捗が期待される。
Strategy for Future Research Activity	現在の手法を用いてマウスに対して遺伝子導入したヒト細胞を移植し、得られた毛の性状観察やヒト免疫組織化学染色によるヒト細胞の証明を行う。また、さらなる遺伝子導入効率の向上のため、誘導細胞に対するプロファイリングとしてRNA-seqによる網羅的遺伝子解析を行う。強発現している遺伝子と毛髪に関連する遺伝子群との関連性について検討し、MACSやFACSを用いてソーティングを行い、効率よくヒト皮膚付属器の再生を誘導する方法論の確立を目指す。