幹細胞クローン系譜解析を駆使した上皮系器官の再生・老化原理の挑戦的探索

• 研究課題/領域番号: 22K19399
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西村 栄美 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70396331)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 毛包 / 毛包幹細胞 / 細胞分裂 / ストレス / 老化 / 再生 / 幹細胞 / 細胞老化 / 分裂

研究開始時の研究の概要

本課題においては、毛包だけが持つ器官の再生老化を決定づけるプログラムなのか、他の上皮組織と比較しながら、上皮系器官の種類やライフステージの違いを超えて模索しする。上皮幹細胞（または基底細胞）の分裂様式やそのクローン系譜解析、幹細胞分裂に関わる分子の関与の検証を通じて、普遍的な器官再生・老化原理を探索・究明する。本挑戦的探索により、医学生物学分野の研究区分を超えた大きな発想の転換と加齢関連疾患への新しい理解へと繋げることを目指す。

研究成果の概要

近年、老齢個体において“老化細胞”が蓄積し、その分泌性因子を介して加齢関連疾患を引き起こすと考えられている。我々は毛包において組織幹細胞を起点とする毛包の再生と老化を司る幹細胞分裂プログラムが存在することを見出したことから、他の器官においても同様のプログラムが存在するのか探索を行った。その結果、表皮においても再生型とストレス反応型の幹細胞分裂によって幹細胞プールを維持しており、DNA二本鎖切断を獲得した表皮幹細胞は細胞老化に陥るものの蓄積することな体表面から排除されていることが判明した。以上のことから複数の器官においてその再生と老化を司る幹細胞分裂プログラムが存在することが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、老化細胞の蓄積が加齢関連疾患の病態であると考えられがちである。しかし、幹細胞システムを構築する多くの臓器は組織の損傷やストレスに抵抗し長年にわたり恒常性を維持し続ける。本研究によっ、複数の上皮組織が組織幹細胞を起点とする器官の再生と老化を司る幹細胞分裂プログラムを持ち合わせており、いずれも効率よく老化幹細胞を生体から排除していることが明らかになった。この成果は、組織の再生と老化のみならず、加齢関連疾患の発症機構や病態の理解において全く新しい視点を与えるものであり、今後、疾患の発症や病態の制御へと繋げていくことにより社会的意義が最大化されるものと考えられる。