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角質層保湿の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25461667
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 皮膚科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

松井 毅  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 副チームリーダー (10452442)

研究分担者 諸根 信弘  京都大学, 高等研究院, 客員教授 (50399680)
連携研究者 豊岡 公徳  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (10360596)
藤原 敬宏  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点准教授 (80423060)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード皮膚 / 表皮 / 角質層 / バリア / 細胞死 / イメージング / ケラチン / epidermis / stratum granulosum / barrier / differentiation / skin / 保湿 / 細胞 / アトピー性皮膚炎 / プロテアーゼ / バリアー
研究成果の概要

皮膚表皮の角質層は、バリアー/保湿機能において重要な機能を果たしている。顆粒層SG1細胞は、自身の細胞死により角質層を形成する。顆粒層細胞を分離・培養・細胞死を誘導する系を初めて構築した。その結果、弱酸性・高Ca2+が、試験管内の角質化に重要であることが明らかとなった。また生体内における顆粒層SG1細胞の解析をするため、マウス顆粒層細胞におけるケラチンネットワークを可視化した。フィラグリン欠損マウスにおいては、顆粒層におけるケラチンネットワークに異常が認められた。以上のような顆粒層細胞生物学的解析は、今後角質層のバリア/保湿機能形成の解析に重要な手法になると期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、私達の体表面の皮膚バリアや保湿を担う、死んだ細胞層の角質層がどのように形成されるかを、顆粒層細胞に着目して研究したものです。顆粒層細胞の分離法を確立し、培養液中で顆粒層細胞が細胞死を起こし、角質層へと変化する様子が観察できるようになりました。その結果、カルシウムイオンと弱酸性が、細胞死に伴う変化に重要な役割を果たしていることがわかり、皮膚のバリアがどのように作られるのかに関して重要な知見が得られました。さらに、生きたマウスの顆粒層細胞を観察する手法も確立しました。このように顆粒層細胞を解析する様々な手法が構築できたことで、皮膚疾患の診断法や、治療薬の開発などへの応用が期待されます。

報告書

(6件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Vologna University(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] National Centre for Biological Sciences(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University Hospital Center of Quebec/Western University/University Duisburg-Essen(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Occupational Health Acad Med Center(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Vologna University(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Centre for Biological Sciences(インド)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University Hospital Center of Quebec(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Occupational Health Acad Med Center(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Coronel Institute(オランダ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Bologna University(Italy)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ICAM1+ neutrophils promote chronic inflammation via ASPRV1 in B cell dependent autoimmune encephalomyelitis.2017

    • 著者名/発表者名
      Hawkins RFW, Patenaude A, Dumas A, Jain R, Tesfagiorgis Y, Kerfoot S, Matsui T, Gunzer M, Pelletier M, Larochelle C, Poubelle PE, Vallieres L
    • 雑誌名

      J. Clin. Invest. Insight

      巻: 2 号: 23

    • DOI

      10.1172/jci.insight.96882

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 表皮バリアの形成機構2017

    • 著者名/発表者名
      葛野菜々子、古市祐樹、松井毅
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科

      巻: 68 ページ: 196-202

    • NAID

      40021291977

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 陸上脊椎動物の皮膚の適応進化とレトロウイルス2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 雑誌名

      ウイルス

      巻: 66 ページ: 31-38

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dissecting the formation, structure and barrier function of the stratum corneum2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui, Masayuki Amagai
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 27 号: 6 ページ: 269-280

    • DOI

      10.1093/intimm/dxv013

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Visualization of in vivo keratin networks in mouse stratum granulosum reveals dynamic cytoskeletal changes during cornification2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Usui, Takeshi Matsui, Yuki Furuichi, Nanako Kadono, Ai Hirabayashi, Mayuko Satoh, Kiminori Toyooka, Masayuki Amagai
    • 学会等名
      日本研究皮膚科学会 学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レトロトランスポゾンによる哺乳類皮膚の進化2017

    • 著者名/発表者名
      松井毅
    • 学会等名
      第35回 日本受精着床学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of skin epidermal barrier formation by Ca2+ and pH2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui
    • 学会等名
      The Leibniz-AMED Workshop "Chronic Inflammation, Infection and Healthy Aging"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 顆粒層細胞生物学から明らかにする皮膚表皮の適応進化機構2017

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮膚表皮バリアの形成機構2017

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      異分野融合ワークショップ 公開シンポジウム「刺激を与えて細胞を制御する:化合物、紫外線からプラズマまで」
    • 発表場所
      生駒市、奈良県、奈良先端科学技術大学院大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分離したマウス表皮顆粒層細胞における角化現象はCa2+とpHにより誘導される2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅、天谷 雅行
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      京都市、京都府、京都テルサ
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 陸上脊椎動物の皮膚の適応進化とレトロウイルス型プロテアーゼ2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究集会「転移因子と宿主の相互作用」
    • 発表場所
      三島市、静岡県、国立遺伝学研究所
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 陸上脊椎動物皮膚表皮の適応進化におけるレトロウイルス型プロテアーゼの役割2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第一回読み手分子の構造と機能をつなぐ会
    • 発表場所
      福岡市、福岡県、九州大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Initiation of cornification is regulated by Ca2+ and pH in isolated mouse stratum granulosum cells2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui
    • 学会等名
      27th CDB Meeting [Body Surface Tactics: Cellular crosstalk for the generation of super-biointerfaces
    • 発表場所
      Kobe, Hyogo, Japan、理化学研究所 多細胞システム形成研究センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 皮膚表皮顆粒層細胞動態から明らかにする陸上脊椎動物の気相環境への適応進化機構2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 皮膚表皮顆粒層細胞生物学から解析する内在性レトロウイルスプロテアーゼの役割と適応進化機構2016

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第1回内在性ウイルス様エレメント研究会
    • 発表場所
      京都市、京都府、京都大学 国際科学イノベーション棟
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Isolation of mouse stratum granulosum cells revealed the essential role of Ca2+ and pH signals for the initiation of cornification2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui, Masayuki Amagai
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Essential role of Ca2+ and pH for the initiation of in vitro cornification in isolated mouse stratum granulosum cells2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui, Masayuki Amagai
    • 学会等名
      2015 Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Initiation of cornification is regulated by Ca2+ and pH in isolated mouse stratum granulosum cells2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui, Ai Hirabayashi, Mayuko Satoh, Kiminori Toyooka, Masayuki Amagai
    • 学会等名
      45th Annual ESDR Meeting
    • 発表場所
      Rotterdam(Netherlands)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Initiation of cornification is regulated by Ca2+ and pH in isolated mouse stratum granulosum cells2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsui, Yuki Furuichi, Ai Hirabayashi, Masayuki Amagai
    • 学会等名
      Barrier Function of Mammalian Skin, Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Waterville Valley (USA)
    • 年月日
      2015-08-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類皮膚表皮角質層の機能的進化2014

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第14回医学生物学電子顕微鏡シンポジウム
    • 発表場所
      帝京平成大学幕張キャンパス(千葉)
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レトロウイルス様配列による哺乳類皮膚表皮角質層機能の進化2014

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      日本進化学会 第16回大阪大会
    • 発表場所
      高槻現代劇場(大阪)
    • 年月日
      2014-08-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 陸上脊椎動物皮膚の適応進化機構2014

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      JT生命誌研究館20周年シンポジウムシリーズ【第3、4回合同】
    • 発表場所
      JT生命誌研究館(大阪)
    • 年月日
      2014-04-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮膚特異的レトロウイルス型プロテアーゼSASPaseの獲得と哺乳類皮膚表皮機能の進化2013

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      日本遺伝学会 85回大会
    • 発表場所
      慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 皮膚特異的レトロウイルス型プロテアーゼSASPaseの獲得と哺乳類皮膚表皮機能の進化2013

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究集会「新機能獲得の分子進化」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 皮膚特異的レトロウイルス型プロテアーゼSASPaseと哺乳類皮膚表皮の進化2013

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第18回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 哺乳類皮膚表皮角質層の水分量を制御するプロテアーゼと皮膚表皮の進化

    • 著者名/発表者名
      松井 毅
    • 学会等名
      第1回メディショナルナノテク研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Takeshi Matsui’s Homepage

    • URL

      http://epithelial.evolution.jp/TakeshiMatsui/Japanese.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] Takeshi Matsui’s Homepage

    • URL

      http://epithelial.evolution.jp/TakeshiMatsui/Japanese.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-02-16  

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