Analysis of complex interplay of mechanosignaling pathways in abnormal scarring

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K18919
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 土肥 輝之 日本医科大学, 医学部, 講師 (10575385)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 異常瘢痕 / メカノシグナル伝達経路 / 創傷治癒

Outline of Annual Research Achievements

力学的な刺激が、皮膚の恒常性および外傷や創傷に対して与える影響については未だ不明な部分が多い。力学的刺激はケロイド・肥厚性瘢痕を代表とする過剰創傷治癒・線維増殖性疾患の大きな要因となっていることが分かってきた。
異常瘢痕であるケロイドにおいて、体幹部・体幹部近傍の好発部位では、長時間続く伸展と弛緩を繰り返す「姿勢変換」が重要かつ影響の大きな力学的刺激となっていることが判明した。そのため、この影響の高い日常生活動作では、各力学的要素でのメカノシグナル伝達経路の検討に加えて、時間軸も含めた組織の血管構造へのひずみの影響も含め組織の血行動態も考慮する必要があることが示唆された。そして、①応力の高いケロイド内部辺縁では、Integrin-FAK経路、YAP/TAZ経路、IGF-1経路、TGFβ1経路などの多くのメカノシグナル伝達経路が高発現し、②ひずみが強いケロイド辺縁正常皮膚部では、免疫組織化学染色の結果、メカノシグナル伝達経路の重要な一つであるCaveolin-1 / ROCK-1,ROCK-2経路や、虚血再灌流応答で重要なTLR4経路が、活性化していることが判明した。αSMAなどとの共染色で、高発現している細胞群は主に真皮乳頭層から網状層にかけての間質内に存在し、線維芽細胞・周皮細胞等を中心に発現している可能性が示唆された。
そのため、これらの部位の線維芽細胞をフローサイトメトリーにより分離採取し、RNAシークエンス解析を行っているところである。また、ケロイド線維芽細胞を培養し、PAMPsを始めとしたシグナル伝達分子やリガンドの影響をqPCRやELISA法を用いて検討を行っており、qPCRの結果でαSMAの発現が上昇する因子もわかってきており、さらに検討をすすめている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

MACSを用いた分離法やFACSを用いた分離法などを使用しながら、標的となる細胞群の分離法の最適化に時間を要したために、やや遅延してしまっている。現在はFACSによる線維芽細胞群の採取が終わり、RNAシークエンスの解析に提出していて、結果を待っているところである。

Strategy for Future Research Activity

現在、異常瘢痕組織におけ細胞群の抽出が終わり、RNAシークエンス解析に提出しており、解析結果を待っているところであり、同時進行しているin vitroの実験結果とともに、これらの結果を検討した上で、追加実験を行い、2021年度中にデータをまとめていく予定である。

Causes of Carryover

RNAシークエンスにサンプルを提出し、結果を待っているところだが、データ解析まで今年度には終わらず、最終解析結果が出て、データを受領した時点で、追加支払額が発生するため、使用額の相違がある。
また、コロナの影響があり、予定していた旅費の支出がなかった分、今後は、実験を進めていく上で必要な物品の購入や、論文投稿の費用に充てる予定である。