Elucidation of the role of mesenchymal stem cells in the development and treatment of keloids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K08357
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53050:Dermatology-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: Hasegawa Toshio 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (20317019)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ケロイド / TGF-β / 脂肪組織由来幹細胞 / 間葉系幹細胞 / 線維化 / 創傷治癒

Outline of Final Research Achievements

Keloid-derived fibroblasts cultured in the presence of TGF-β1 were co-cultured with ADSCs. Immunofluorescence microscopy, real-time polymerase chain reaction, and western blotting were performed to determine the expression levels of smooth muscle protein 22-α (SM22α), type I collagen (COL1), TGF-β1, matrix metallopeptidase 2 (MMP2), SMAD2, SMAD3, platelet-derived growth factor receptor α (PDGFRα), and TGF-β receptor type-1 (TGFβR1). Keloid-derived fibroblast-embedded collagen gel contraction assay was also performed. As a result, keloid-derived fibroblasts expressed SM22α, COL1, TGF-β1, MMP2, SMAD2, SMAD3, PDGFRα, and TGFβR1. TGF-β1 increased their expression levels, whereas ADSCs significantly suppressed them. TGF-β1 induced the contraction of keloid-derived fibroblast-embedded collagen gel, whereas ADSCs significantly inhibited it. ADSCs antagonize the fibrotic effects of TGF-β1 on keloid-derived fibroblasts.

Free Research Field

皮膚科学、創傷治癒、再生医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ケロイドは、コラーゲンを中心とした細胞外基質の過剰な沈着をもたらす難治な線維化疾患である。TGF-β1は細胞外基質の産生と線維化を促進するサイトカインであり、ケロイドの発生に関与しているとされる。一方、間葉系幹細胞は免疫応答を調整する能力を有する多能性細胞であり、その一種である脂肪組織由来幹細胞は比較的容易に採取が可能である。そこで、脂肪組織由来幹細胞がケロイド線維芽細胞の線維化反応を拮抗するかどうかを調べた結果、脂肪組織由来幹細胞は通常の創傷治癒過程においてケロイドの発生を抑制している可能性があり、また脂肪組織由来幹細胞はケロイドの治療手段となる可能性があることが明らかになった。