Tissue regeneration using the niche signal for stem cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21529
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: Chiba Hideki 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (00295346)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 幸太郎 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (40791009)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 脂肪由来幹細胞 / ニッチ / 細胞接着 / タイト結合 / 皮膚損傷

Outline of Final Research Achievements

We found that the extracellular domain of a cell adhesion molecule JAM-C (junctional adhesion molecule) is excised as a soluble form (sJAM-C) from stem cells to generate an adequate niche-like microenvironment, which is beneficial to their own maintenance. We also demonsrated that sJAM-C is deposited to the interstitial tissue and promotes cell adhesion, cell growth, and the expression of MSC (mesenchymal stem cell) markers in ADSCs (adpose-derived stromal/stem cells). In addition, the sJAM-C peptide consisting of 9 amino acids is enough to function as the niche for ADSCs. Furthermore, using a full-thickness skin injury model, we revealed that sJAM-C and the peptide accelerate regeneration of epidermis and skin appendages, as well as the expression of MSC markers.

Free Research Field

組織再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

熱傷・外傷・手術創や糖尿病等による重度の全層性皮膚欠損は難治性であり、瘢痕が残ることや皮膚付属器の再生が不十分なことが問題である。また軟骨損傷は再生しにくく、自家培養軟骨移植の適応疾患は限られている。一方脳神経は最も再生困難な組織の一つであり、例えば脳梗塞では生体内の神経幹細胞が遊走し新生ニューロンが出現するものの、その大部分は死滅することが知られている。sJAM-C及び同定したsJAM-Cペプチドは幹細胞ニッチとして機能し、新規幹細胞培養法や組織再生にに有望である可能性が示された。また細胞接着分子は細胞外ドメインを切断することで、自らに利する幹細胞ニッチを作り出すという学術的意義を見出した。