糖尿病皮膚幹細胞による皮膚再生・破綻機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20K18447
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分56070:形成外科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 飛田 美帆 順天堂大学, 医学部, 助手 (30838686)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 表皮幹細胞 / 糖尿病性潰瘍 / 創傷治癒 / 皮膚 / 糖尿病 / 再生医療

研究開始時の研究の概要

近年、表皮幹細胞を可視化させる遺伝子組み換えマウスを用いた実験では、標識した表皮幹細胞が損傷した皮膚へ娘細胞を供給し、潰瘍部位の再上皮化に関与することが注目されている。しかし、糖尿病性潰瘍の皮膚で表皮幹細胞はどのように変化が起こり、難治性潰瘍に至るのは模索の状態である。これら学術的背景のもと、申請者は糖尿病性潰瘍の皮膚では表皮幹細胞の供給が抑制され、難治性潰瘍に繋がると仮説をたてた。仮説証明のため、糖尿病潰瘍モデルマウスを用いて、損傷皮膚再生する時の表皮幹細胞の拳動を追跡し、表皮再生制御の機序を明らかにする。

研究成果の概要

糖尿病性潰瘍は難治性の潰瘍で皮膚再生の仕組みも破綻しており、この皮膚再生過程においては表皮幹細胞が重要で、毛包に存在する表皮幹細胞が表皮細胞の供給源になっていると既報されている。そこで我々は糖尿病性潰瘍皮膚における表皮幹細胞の量や機能を調べ、潰瘍皮膚の再構築遅延の機序解明に取り組んだ。
ヒト糖尿病性潰瘍皮膚の表皮を組織解析したところ、表皮中に表皮幹細胞がほぼ存在していないことが判明した。更に遺伝子解析を実施すると、糖尿性潰瘍皮膚由来の表皮幹細胞は正常皮膚由来表皮幹細胞よりもDNA損傷やアポトーシス関連遺伝子発現が増加していた。糖尿病性表皮幹細胞は数の減少と機能低下をしきたていることを突き止めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

糖尿病性潰瘍の治療のため、難治性潰瘍皮膚における表皮幹細胞の動態を探求することで、表皮再生の制御因子を同定し、表皮幹細胞の機能改善法を樹立する。特定因子が同定されれば、難治性皮膚に生じている表皮幹細胞の量と質の低下を回復させる試薬の開発や細胞移植治療へ発展することが期待される。既存治療では治癒困難な難治性皮膚潰瘍に対する新しい治療法開発への橋渡しとなると考案する。