Development of in vitro skin model with the ability of skin turnover by stem cell niche reconstituted by decellularization technique

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K12660
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• Principal Investigator: Hoshiba Takashi 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 研究開発本部機能化学材料技術部バイオ技術グループ, 副主任研究員 (00469769)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 細胞外マトリックス / 脱細胞化 / 皮膚モデル / 細胞老化 / 表皮幹細胞

Outline of Final Research Achievements

Decellularized extracellular matrix (dECM) has been developed by the culture of keratinocytes and decellularization technique. The dECM which is prepared by keratinocytes with younger passage number can suppress cellular senescence induced by replicative (passage culture) and oxidative stresses. Also, the dECM allow the formation of an in vitro epidermis layer. However, the viable cells were not maintained on the dECM after the long culture. LRIG1 (an epidermal stem cell marker) expression was decreased in the keratinocytes cultured on the dECM, indicating that the dECM could not maintain epidermal stem cells and decreased viable cells.

Free Research Field

生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化粧品の開発において動物実験はほぼ禁止されている。したがって、動物試験の代替法が開発されているが、培養皮膚においては長期間維持できないため、皮膚の修復など、長期間の現象について評価することが困難であった。細胞老化を抑制することにより、試験の長期化および安定した試験結果の取得が見込まれるが、長期化については細胞老化の抑制に加え、表皮幹細胞の維持も重要であった。一方で培養基板の改良による培養皮膚の長期維持はあまり行われておらず、本研究において長期間維持できる培養皮膚を作製するための培養基板の必要要件を見出すことができた。