色素幹細胞における老化ストレスと幹細胞の運命制御

• 研究領域: ステムセルエイジングから解明する疾患原理
• 研究課題/領域番号: 26115003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 西村 栄美 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (70396331)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 137,280千円 (直接経費: 105,600千円、間接経費: 31,680千円); 2018年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2017年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2016年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2015年度: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2014年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
• キーワード: 幹細胞老化 / 幹細胞 / 再生 / 毛包 / 色素幹細胞 / 白髪 / 毛包幹細胞 / 脱毛 / 老化 / 分化 / ニッチ / 癌 / ストレス / メラノーマ / 加齢 / 再生医学 / 病理学 / 放射線 / 組織

研究成果の概要

臓器の老化メカニズムを解明するためにマウスの白髪・脱毛ならびに皮膚メラノーマの発生をそのモデルとして幹細胞およびニッチの運命と動態を解析した。加齢に伴って色素幹細胞にとってのニッチに相当する毛包幹細胞においてDNA損傷応答が遷延して起こるようになり、これによって17型コラーゲンが減少すると、色素幹細胞の自己複製が不完全となり分化細胞の供給が不十分となることによって白髪を発症することを明らかにした。また毛包幹細胞の制御により毛包老化を遅延・抑制したことから、幹細胞およびニッチを中心とした毛包老化プログラムが存在することが判明し、その制御による臓器老化制御への道が開かれた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、加齢性脱毛や白髪など典型的な老化形質の発現において組織幹細胞の加齢変化が中心的な役割を果たすこと、加齢によって品質の低下した幹細胞を効率よく生体から排除する仕組みが働くため幹細胞が枯渇し、その結果、器官自体が矮小化し、毛を生やしたり色素を沈着させるなどの機能が低下することを世界に先駆けて解明した。また本成果に基づく組織幹細胞の枯渇を防ぐ抗老化技術ならびに再生促進技術の開発は超高齢化社会において健康促進へと繋がるものと期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [雑誌論文] Stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing (2019)
  • 著者名/発表者名: Liu N, Matsumura H, Kato T, Ichinose S, Takada A, Namiki T, Asakawa K, Morinaga H, Mohri Y, De Arcangelis A, Geroges-Labouesse E, Nanba D, Nishimura EK
  • 雑誌名: Nature 巻: 568(7752) 号: 7752 ページ: 344-350
  • DOI: 10.1038/s41586-019-1085-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Beclin 1 regulates recycling endosome and is required for skin development in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Saori、Honda Shinya、Saitoh Tatsuya、Matsumura Hiroyuki、Nishimura Emi、Akira Shizuo、Shimizu Shigeomi
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0279-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] iNOS inhibits hair regeneration in obese diabetic (ob/ob) mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Shinozaki S, Morinaga H, Kaneki M, Nishimura EK, Shimokado K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 893-897
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.05.071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Karigane D, Kobayashi H, Morikawa T, Ootomo Y, Sakai M, Nagamatsu G, Kubota Y, Goda N, Matsumoto M, Nishimura EK, Soga T, Otsu K, Suematsu M, Okamoto S, Suda T, Takubo K. (2016)
  • 著者名/発表者名: Karigane D, Kobayashi H, Morikawa T, Ootomo Y, Sakai M, Nagamatsu G, Kubota Y, Goda N, Matsumoto M, Nishimura EK, Soga T, Otsu K, Suematsu M, Okamoto S, Suda T, Takubo K.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 19 号: 2 ページ: 192-204
  • DOI: 10.1016/j.stem.2016.05.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hair follicle aging is driven by transepidermal elimination of stem cells via COL17A1 proteolysis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumura H, Mohri Y, Binh NT, Morinaga H, Fukuda M, Ito M, Kurata S, Hoeijmakers J, and Nishimura EK.
  • 雑誌名: Science 巻: 351(6273) 号: 6273 ページ: 575-575
  • DOI: 10.1126/science.aad4395
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A melanocyte--melanoma precursor niche in sweat glands of volar skin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto N, Aoto T, Uhara H, Yamazaki S, Akutsu H, Umezawa A, Nakauchi H, Miyachi Y, Saida T, Nishimura EK.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 27 号: 6 ページ: 1039-1350
  • DOI: 10.1111/pcmr.12297
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Epidermal stem cell competition coupled with stem cell divisions in mammalian epidermis (2019)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: 2019 Keystone Symposia Conference-Cell Competition in Development and Disease-
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cell fate determination in aging organs:stem cell aging vs cellular senescence (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Melanocyte stem cells and melanoma (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Montagna Symposium on the Biology of Skin
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 幹細胞老化とメラノーマ (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第77回日本癌学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 哺乳類表皮における細胞競合と皮膚の恒常性維持 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cell and niche dynamics in aging skin (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Gordon Research Conferences-Issue niches and resident stem cells in adult epithelia-
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 毛包における幹細胞制御と老化のプログラム (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第65回日本実験動物学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging program (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Joint 3rd Singapore International Conference on Skin Research & 9th Pan Asia Pacific Skin Barrier Research Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cell-centric Mechanisms of hair follicle aging (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Gordon Research Conference-Cornea and Ocular Surface Biology and Pathology-
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging program (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: International Meeting on RECQ Helicases and Related Disease 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging (2018)
  • 著者名/発表者名: Emi K.Nishimura
  • 学会等名: JSPS&NUS Joint 2nd Symposium “New Horizons in Normal and Cancer Stem Cell Research”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrates hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kiel, Germany
  • 年月日: 2017-03-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 日本研究皮膚科学会総会第42回年次学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Stem Cells in Disease Modeling and Therapeutics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The mechanism of aging-associated hair graying and hair thinning:toward the discovery of pharmacological targets (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: WCHR2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrate hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: WCHR2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 毛包の再生と老化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第68回日本皮膚科学会中部支部学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 加齢による白髪と脱毛 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 第11回見た目のアンチエイジング研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Melanocyte stem cell in eccrine sweat glands: a potential original of acral melanoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: IPCC 2017(The International Pigment Cell Conference)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 毛包の再生と老化のプログラム (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 第38日本炎症・再生医学会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrates hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: ISSCR(International Society for Stem Cell Research 2017 Annual Meeting)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 臓器の老化とは？-加齢とともに毛が薄くなる仕組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 第17回日本抗加齢医学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrates hair follicle aging program (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 第15回幹細胞シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Tissue aging program based on stem cell aging in hair follicle (2017)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: KEYSTONE SYMPOSIA-Aging and Mechanisms of Aging-Related Disease-
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stem cell aging:the core to orchestrates tissue aging (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: Aging Science:from Molecules to Society-Aging Biology
  • 招待講演
• [学会発表] 皮膚とその付属器の老化のメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村栄美
  • 学会等名: 第13回皮膚免疫疾患研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 組織を支える幹細胞と微小環境（ニッチ） (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナーK5
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンタービル，大阪
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms of hair follicle aging (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: The 291st IMEG Seminar Tokyo Medical and Dental University-IMEG Joint Seminar
  • 発表場所: 熊本大学発生医学研究所，熊本
  • 招待講演
• [学会発表] 加齢による脱毛の仕組みから臓器の老化を考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 脳心血管抗加齢研究会2016
  • 発表場所: 秋葉原UDX, 東京
  • 年月日: 2016-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞制御と毛包の老化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜, 神奈川
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cells orchestrates hair follicle aging program (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第27回CDBミーティング-Body Surface Tactics-
  • 発表場所: 理化学研究所 多細胞システム形成研究センター, 兵庫
  • 年月日: 2016-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] ニッチ由来のKITLは色素幹細胞の自己複製において必須である (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第27回日本色素細胞学会総会
  • 発表場所: 岐阜大学サテライトキャンパス, 岐阜
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] Melanocyte stem cells in eccrine sweat glands : a potential origin of acral melanoma (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第12回日独皮膚科学会
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテルウエスト, 長野
  • 年月日: 2016-10-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New Insights in Stem Cell Research & Age-related Changes in Skin and Hair Pigmentation (2016)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: 46th Annual ESDR Meeting
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2016-09-07
  • 国際学会
• [学会発表] 組織の老化プログラムとは？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: Molecular Cardiovascular Conference Ⅱ 2016
  • 発表場所: 東京ドーム, 東京
  • 年月日: 2016-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms of hair follicle aging and hair loss (2016)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Cell Symposia:Aging and Metabolism 2016
  • 発表場所: Melia Stges, Spain
  • 年月日: 2016-07-10
  • 国際学会
• [学会発表] Environmentally induced extrinsic skin aging (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: JST・ライプニッツ協会共催ワークショップ”Healthy Ageng”
  • 発表場所: 有明がんセンター研究所, 東京
  • 年月日: 2016-06-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 毛包の老化と幹細胞の運命制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ, 京都
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] 色素幹細胞と皮膚の色素異常症 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第115回日本皮膚科学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館, 京都
  • 年月日: 2016-06-03
• [学会発表] 毛包のエイジング (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第24回毛髪科学研究会
  • 発表場所: 北九州国際会議場、福岡
  • 招待講演
• [学会発表] 組織、臓器の老化プログラム (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第3回Geroscience Initiative Japan in Sendai～健康長寿を目指す老化医生物学～：
  • 発表場所: 東北大学医学部, 宮城
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cell aging:a clue to understand hair thinning and graying (2016)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: 1st International Symposium on Stem Cell Aging and Disease
  • 発表場所: 東京大学伊藤ホール, 東京
  • 国際学会
• [学会発表] 色素幹細胞とメラノーマの発生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第26回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 札幌医科大学講堂（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] メラノーマの発生と色素幹細胞の運命制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第74回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] 組織幹細胞の活性化とエイジング (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第36回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 虎ノ門ヒルズフォーラム（東京）
  • 年月日: 2015-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] Melanocyte Stem Cells: a Key for Hair Graying and Melanoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: The 25th Annual Meeting of Korean Society for Investigative Dermatology
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 色素幹細胞と黒髪再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 皮膚の幹細胞システムと老化のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第19回分生研シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 2014-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of Melanocyte Stem Cells and Melanocyte-melanoma Precursor Niche Glands (2014)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa
  • 発表場所: 金沢東急ホテル（石川）
  • 年月日: 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] 毛の再生と老化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第23回日本形成外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール（長野）
  • 年月日: 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Coupling of the Stress Sensitivity of Melanocyte Stem Cells to their Dormancy during a Hair Cycle (2014)
  • 著者名/発表者名: Emi K. Nishimura
  • 学会等名: IPCC 2014
  • 発表場所: Singapore, Singapore
  • 年月日: 2014-07-07
  • 招待講演
• [学会発表] 皮膚幹細胞と毛髪再生：黒髪を再生できるか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 学会等名: 第35回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 万国津梁館（沖縄）
  • 年月日: 2014-07-02
  • 招待講演
• [図書] 総力戦で挑む老化・寿命研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 総ページ数: 212
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758103671
• [図書] 実験医学 2017年5月号 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 総ページ数: 141
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758101639
• [図書] 医学のあゆみ (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村寛行, 西村栄美
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 実験医学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村寛行, 毛利泰彰, 西村栄美
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 癌と化学療法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 栄美
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 癌と化学療法社
• [図書] 実験医学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 毛利 泰彰、西村 栄美
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 国立大学法人 東京医科歯科大学難治疾患研究所 研究部門・分野紹介 幹細胞医学分野
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/section/pathophysiology/scb/index.html
• [備考] 国立大学法人 東京医科歯科大学難治疾患研究所幹細胞医学分野
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/scm/index.html
• [備考] 平成２７年度の業績のトピック：西村班員の毛包の老化に関する研究がScience誌に掲載されました
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/molmed/stemcellaging/research/index.html#04
• [備考] News & Topics: 論文がScienceに掲載されました
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/scm/
• [産業財産権] 皮膚用組成物 (2019)
  • 発明者名: 西村 栄美
  • 権利者名: 国立大学法人 東京医科歯科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-059616
  • 出願年月日: 2019