Compartmentalization of epithelial stem cells in skin development and homeostasis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03266
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Kyushu University (2023); Kumamoto University (2020-2022)
• Principal Investigator: Sada Aiko 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80779059)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 泉 健次 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80242436) ; 柳沢 裕美 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (40746301) ; 水野 秀信 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (00567159)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 表皮幹細胞 / 幹細胞不均一性 / 細胞外環境 / 三次元培養 / 皮膚老化 / 細胞外マトリクス / 領域化 / 力学的環境

Outline of Final Research Achievements

The epithelial tissue of the skin is highly compartmentalized, and is performing specific functions at different tissue regions. We have shown that two distinct stem cell populations with different cell division frequencies localize in a regular pattern and in a region-specific manner within the epidermal basal layer; however, the significance, formation processes and regulatory mechanisms of epidermal stem cell compartment remain unclear. In this study, we aimed the in vitro reconstruction of epidermal stem cell patterning in vitro and the identification of regulatory factors in vivo, and proposed the importance of the extracellular environment in epidermal stem cell regulation.

Free Research Field

皮膚再生老化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに幹細胞不均一性をin vitroで再構築することは技術的に困難であったが、今回凹凸を保持した足場を用いた新しい三次元培養系の確立に成功した。さらに、表皮幹細胞の領域化が加齢と共に乱れることを見出し、その制御因子としてfibulin-7を介した幹細胞の微小環境制御の重要性を提唱した。本研究で得られた知見は、将来的に、表皮幹細胞の不均一性や領域化が破綻する皮膚の老化や炎症性皮膚疾患の理解と克服につながる可能性があり、基礎・応用の両面において意義が大きい。