2019 Fiscal Year Research-status Report
Maintenance of melanocyte stem cell function by HMGB2 gene expressed in hair follicles.
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19K08746
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
國貞 隆弘 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30205108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 仁美 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 講師 (10550361)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 色素細胞幹細胞(MSCs) / 幹細胞ニッシェ / HMGB2 / 白髪モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線照射による白毛化（毛包の色素細胞の喪失）の主因が色素細胞幹細胞（MSC）を支持する毛包ケラチノサイトのニッシェ機能の喪失であることから、X線照射後のケラチノサイトのプロテオーム解析により発現が変動する遺伝子に注目し、HMGB2遺伝子を同定した。この遺伝子のノックアウトマウスはX線による白毛化の閾値が低いという予備的な結果から、HMGB2が毛包ケラチノサイトに発現する新たなMSCのニッシェ因子と予想された。本申請では、HMGB2ノックアウトマウスを十分な匹数作成し、白毛化を誘導してこの予想を検証する。さらにHMGB2ノックアウトマウス由来の皮膚培養系を用いてHMGB2欠損あるいは過剰発現下でのMSCの動態を様々な指標で測定する。HMGB2を新たなMSCのニッシェ因子として確立し、白髪との関連及び小分子量化合物などを用いたHMGB2経路の操作による白髪の予防・回復を目指す。本年度はHMGB2ノックアウトマウスを十分に供給すること（これまでに10匹程度）にとりあえず成功し、白毛化を人工的に誘導する実験を開始した。本研究と直接深く関係するものではないが、金沢大学のコホート研究と連携して、人の老化現象としての白髪に関与する遺伝子をゲノムワイド関連解析により同定するプロジェクトを開始した。HMGB２が期待通りの遺伝子であれば、この解析で同定される可能性もあり、その場合にはこのマウスが実験的な証拠になる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
HMGB2はX線によりケラチノサイトで発現が増加する遺伝子であり、もしMSCのニッシェとして機能していれば、X線照射により減弱したニッシェ機能を回復させるため（ニッシェ機能の恒常性を維持するため）に発現が上昇すると予想される。この予想が正しければ、HMGB2をノックアウトしたマウスはX線照射後の白毛誘導の域値が低下すると予想される。CRISPR-Cas9を用いてHMGB2遺伝子のプロモーター領域とファーストエキソンをノックアウトしたマウスを作成し、樹立に成功した７ラインのうち２ラインに関してヘテロKOマウスが正常に維持できること、ホモKOマウスはHMGB2の発現がないこと、ホモKOマウスは長期間生存可能なこと、を確認した。過去の論文等で布告されたHMGB２の生殖能力の維持に関する機能から予測されるように、このホモKOマウスは出生率が低く、十分な数のホモKOマウスを得るには、通常の１０倍のペアが必要であり、統計的に有意な実験を行うのに十分な数は得られていないが、今年度のうちに十分なマウスを準備できるように飼育体制を整備している。
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| Strategy for Future Research Activity |
COVID-19への対応のため、４ケ月程度繁殖ができない状況が続いた事もあり、HMGB２KOマウスの生産が停滞した。飼育スペースの問題もあり、ホモKOマウスの生産に必要なヘテロKOマウスの飼育数を極端に増やすことはできないので、根気強く継続的に生産を進めていきたい。この間に、本研究と直接深く関係するものではないが、金沢大学のコホート研究と連携して、人の老化現象としての白髪に関与する遺伝子をゲノムワイド関連解析により同定するプロジェクトを開始した。HMGB２が期待通りの遺伝子であれば、この解析で同定される可能性もあり、その場合にはこのマウスが実験的な証拠になる。我々が蓄積してきた白毛現象に関する知見は、実際にコホート研究の参加者からの情報収集に生かされ、MSCと白髪との関連を示唆する興味深い疫学的な発見もあった。
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Research Products
(3 results)
