幹細胞分裂に着目した毛包老化の仕組みの解明

• 研究課題/領域番号: 18H02637
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49030:実験病理学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 松村 寛行 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (70581700)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 毛包幹細胞 / 幹細胞分裂 / １７型コラーゲン / aPKCλ / 老化 / 細胞極性 / ヘミデスモソーム

研究成果の概要

毛包は、哺乳類の毛を生やす小器官であり加齢に伴い脱毛を引き起こす。本研究では、老化した毛包幹細胞（HFSC）が、非定型の幹細胞分裂プログラムを引き起こすにより、再生能力を失うことを明らかにした。このタイプの分裂は、ヘミデスモソームタンパク質COL17A1と細胞極性タンパク質aPKCλの不安定化を伴い、毛包ニッチを再生する代わりに、表皮角化細胞を生成した。これらの分裂の繰り返しにより、HFSCは基底膜から剥離し、表皮に除去され、毛包老化が引き起こされた。これらのことから幹細胞分裂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、その制御が加齢に伴う脱毛症の新規治療法に繋がることも期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、哺乳類の上皮系器官において再生と老化を担う幹細胞分裂プログラムの存在がはじめて明らかにした。これにより、加齢によって質の低下した幹細胞を効率よく生体から排除し、毛包自体も小型化し機能低下に至ることを世界に先駆けて解明した。また本成果は、器官の再生と老化の機序において幹細胞分裂がいかに中心的な役割を果たしうるかを明確に示すと同時に、加齢に伴う脱毛症の新規治療法開発やその他の上皮系臓器の加齢関連疾患の機構解明やその治療法開発にも繋がるものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic stem cell selection safeguards the genomic integrity of the epidermis (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Tomoki、Liu Nan、Morinaga Hironobu、Asakawa Kyosuke、Muraguchi Taichi、Muroyama Yuko、Shimokawa Mariko、Matsumura Hiroyuki、Nishimori Yuriko、Tan Li Jing、Hayano Motoshi、Sinclair David A.、Mohri Yasuaki、Nishimura Emi K.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 56 号: 24 ページ: 3309-3320
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2021.11.018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] EGFR-mediated epidermal stem cell motility drives skin regeneration through COL17A1 proteolysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Nanba D, Toki F, Asakawa K, Matsumura H, Shiraishi K, Sayama K, Matsuzaki K, Toki H, Nishumura EK.
  • 雑誌名: J Cell Biol 巻: 220 号: 11
  • DOI: 10.1083/jcb.202012073
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Obesity accelerates hair thinning by stem cell-centric converging mechanisms (2021)
  • 著者名/発表者名: Morinaga H, Mohri Y, Grachtchouk M, Asakawa K, Matsumura H, Oshima M, Takayama N, Kato T, Nishimori Y, Sorimachi Y,?Takubo K, Suganami T, Iwama A, Iwakura Y, Dlugosz AA, Nishimura EK.
  • 雑誌名: Nature 巻: 595 号: 7866 ページ: 266-271
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03624-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumura H, Liu N, Nanba D, Ichinose S, Takada A, Kurata S, Morinaga H, Mohri Y, Adele De Arcangelis, Ohno S, Nishimura E K
  • 雑誌名: Nature Aging 巻: 1 ページ: 190-204
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] NUAK2 localization in normal skin and its expression in a variety of skin tumors with YAP (2020)
  • 著者名/発表者名: Al-Busani Hind、Al-Sobaihi Saber、Nojima Kohei、Tanemura Atsushi、Yaguchi Tomonori、Kawakami Yutaka、Matsumura Hiroyuki、Nishimura Emi K.、Yokozeki Hiroo、Namiki Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Dermatological Science 巻: 97 号: 2 ページ: 143-151
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2020.01.008
  • 査読あり / 国際共著
• [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
• [学会発表] Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles (2021)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会・ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞分裂タイプの違いが毛包の再生と老化の運命を決定する (2021)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○
  • 学会等名: 第８回皮膚の会
• [学会発表] Distinct stem cell division programs determine organ regeneration and aging in hair follicles (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumura○, Nan Liu, Daisuke Nanba, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Sotaro Kurata, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Adle De Arcangelis, Shigeo Ohno, Emi K. Nishimura
  • 学会等名: ESDR(European Society for Dermatological Research) 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumura○, Nan Liu, Daisuke Nanba, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Sotaro Kurata, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Adle De Arcangelis, Shigeo Ohno, Emi K. Nishimura
  • 学会等名: ISSCR (International Society for Stem Cell Research) 2021 Virtual
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumura○, Nan Liu, Daisuke Nanba, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Sotaro Kurata, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Adle De Arcangelis, Shigeo Ohno, Emi K. Nishimura
  • 学会等名: 18th Stem Cell Research Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct types of stem cell divisions determine organ regeneration and aging in hair follicles (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○
  • 学会等名: 2021年度東京医科歯科大学難治疾患研究所研究発表会, 最優秀論文賞発表
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞競合が皮膚の恒常性維持と老化を司る: (2019)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会・ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 幹細胞ダイナミクスを中心とした皮膚老化機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○
  • 学会等名: 昭和大学学士会後援会セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Epidermal stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumura○, Nan Liu, Tomoki Kato, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Takeshi Namiki, Kyosuke Asakawa, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Daisuke Nanba, Emi K. Nishimura:
  • 学会等名: ESDR 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Stem cell competition and division govern skin homeostasis and ageing. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Matsumura○, Nan Liu, Tomoki Kato, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Takeshi Namiki, Kyosuke Asakawa, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Daisuke Nanba, Emi K. Nishimura:
  • 学会等名: ISSCR 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 上皮系臓器の老化の仕組み：幹細胞競合が司る皮膚の恒常性と老化について (2019)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行○、劉 楠、西村栄美
  • 学会等名: 第１９回抗加齢医学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Stem cell competition and division govern skin homeostasis and ageing. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nan Liu, Hiroyuki Matsumura○, Tomoki Kato, Shizuko Ichinose, Aki Takada, Takeshi Namiki, Kyosuke Asakawa, Hironobu Morinaga, Yasuaki Mohri, Daisuke Nanba, Emi K. Nishimura
  • 学会等名: International skin conference Japan-Singapore.
  • 国際学会
• [学会発表] Epidermal stem cell competition coupled with stem cell divisions in mammalian epidermis (2019)
  • 著者名/発表者名: Nan Liu, Hiroyuki Matsumura○, Tomoki Kato, Daisuke Nanba, Emi K. Nishimura
  • 学会等名: Keystone Symposia 2019, Cell Competition in Development and Disease
  • 国際学会
• [図書] 細胞個性に基づく幹細胞競合と皮膚再生・老化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、西村 栄美
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 月刊細胞、2021年9月号
• [図書] 幹細胞分裂タイプの違いが毛包の老化と再生を決定する (2021)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、西村 栄美
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 実験医学, 39(11),1757-1761(2021)
• [図書] 表皮幹細胞の細胞競合と皮膚の再生・老化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、劉 楠、西村 栄美
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 医学のあゆみ,274(5), 491-499,(2020) 細胞競合による生体制御とがん
• [図書] 幹細胞競合が皮膚の恒常性維持と老化を担う (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、劉 楠、西村 栄美
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医学のあゆみ,274(7),597-598,(2020)
• [図書] 細胞競合が担う皮膚の恒常性維持と老化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、劉 楠、西村 栄美
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 臨床皮膚科,74(5),37-43,(2020)「最近のトピックス２０２０」
• [図書] 医学のあゆみ、幹細胞競合が皮膚の恒常性維持と老化を担う (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、劉 楠、西村 栄美
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 臨床皮膚科、細胞競合が担う皮膚の恒常性維持と老化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松村 寛行、劉 楠、西村 栄美
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 再生医療、表皮幹細胞の細胞競合が担う皮膚の再生・老化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 劉 楠、松村 寛行、西村 栄美
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: メディカルレビュー社