| 研究課題/領域番号 |
20K20568
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分38:農芸化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
人見 清隆 名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (00202276)
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| 研究分担者 |
村井 篤嗣 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (10313975)
大蔵 聡 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20263163)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2022年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2021年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | 表皮 / 立体培養 / ケラチノサイト / 低酸素誘導因子 / 羊水 / トランスグルタミナーゼ / 表皮細胞 / タンパク質架橋化酵素 / 空気暴露 / 気相培養 / 角化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体の他の組織と同様に、皮膚表皮も細胞を体外で培養して再現できる。その際、未分化な細胞を、底面より培地を供給しつつ細胞の上層においては培地を極力除いた状態にする「空気暴露」が分化に必須である。この理由は不明であり、そのメカニズムを解明するため、空気暴露した細胞の中で何が起るのか、発現される遺伝子やタンパク質を明らかにする。
一方、空気に暴露されなくても羊水の中で育つ胎児は表皮が形成される。これは上の事実と矛盾し、何らかの表皮分化促進因子が羊水中にあると考えた。実際に羊水中には培養表皮細胞の分化を促進させる物質が存在することを見出したため、羊水から該当するタンパク質性因子を精製同定する。
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| 研究成果の概要 |
表皮構造を模倣できる立体細胞培養では、分化の開始時に空気暴露という特殊な操作を施す。この際に細胞ではどのような機構が関与して分化が開始されるのかは不明であり、本研究では分子細胞生物学手法で空気暴露の有無での比較解析を行った。その結果、低酸素応答機構がその制御を担うことが判明し、新たな分化のための転写制御機構を提唱できた。また酸素濃度を制御して、空気暴露が無い状態での分化を達成できた。一方、空気暴露がない子宮の環境を考えて、羊水中に表皮細胞分化促進因子を求め、小動物の羊水から分化能を指標にタンパク質因子としての候補を精製した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
表皮立体培養系は、皮膚表皮構造を模倣できるため、再生医療や創薬、化粧品研究などでも用いられている。しかしこのシステムの空気暴露を必須とする理由はまだ不明である。今回その機構について多くの知見を得た結果、従来の液性因子に加えて低酸素応答機構の関与を示した。この点を考慮して空気暴露が無い状態での再生系を確立し、様々な成長因子の添加や表皮に本来存在する細胞の共存培養の可能性を示した。羊水中から多数の表皮分化促進能を持つタンパク質画分を精製し、候補分子を同定した。本研究の成果は、表皮形成の応用生物化学的な解析による基本的知見の蓄積に加え、産業応用や畜産学研究にも資するものである。
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