The effect of stretch stimuli on human skin equivalents

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462732
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 長谷川 健二郎 川崎医科大学, 医学部, 教授 (90197674)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 成瀬 恵治 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40252233) ; 徳山 英二郎 岡山大学, 大学病院, 助教 (90379785)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: メカノメディスン / human skin equivalent / 細胞間interaction / 伸展培養 / 基底膜

Outline of Annual Research Achievements

今年度は昨年度に引き続き、我々が開発した3次元全層培養皮膚ストレッチシステムを使用して伸展刺激を加えたヒト3次元全層培養皮膚の表皮分化に関して解析を行った。表皮基底細胞の基底層単位長さあたりの密度を計測したところ、伸展刺激を加えた群で有意に基底細胞の密度が増加していた。また、表皮分化マーカーであるK-10、K-14、involucrinに関して蛍光免疫染色を行い比較したところ、伸展刺激を加えた群でinvolucrinの発現が明らかに増加している所見が得られた。一方、K-10、K-14に関しははっきりした違いは認められなかった。表皮細胞の角化マーカーであるinvolucrinが増加していることから、3次元全層培養皮膚に伸展刺激を加えることで、皮膚線維芽細胞をコラーゲンゲル内に包埋培養した真皮層を介して、真皮上面に接着した基底細胞にも伸展刺激が伝達され、基底細胞の分化が促進され、表皮角質層の厚みが増加したと考えられた。さらに、透過型電子顕微鏡で撮影した基底膜構造をより詳細に解析した結果、基底膜におけるヘミデスモゾームの数及び、Lamina densaの長さが伸展刺激を加えた群では約1.5倍と有意に増加していた。Immunoblottingを用いて3次元全層培養皮膚に含まれる基底膜構成蛋白であるLaminin5、Collagen IV/VIIの定量解析も行ったところ、培養皮膚1枚あたりに含まれる蛋白量は有意に増加している所見が得られた。