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皮膚はライフステージにおける体型変化に対応し、その形態や表面積を柔軟に変化させる。これまで、成体における毛包間表皮の恒常性は幹細胞とtransit-amplifying（TA） cellによって維持されると考えられてきたが、幹細胞、TA細胞の階層構成やTA細胞の定義、ならびに生理的な体型変化における幹細胞とTA細胞のダイナミクスは不明である。我々は、妊娠マウスを用い、妊娠期に急速に伸展する腹側表皮に、増殖能の高い細胞集団が出現することを発見した。マイクロアレイ解析によって遺伝子発現プロファイルを比較した結果、妊娠16日目腹側表皮で転写因子Tbx3の発現が上昇していることが分かった。さらに、Cre-loxP部位特異的組換えを利用したTbx3 conditional knockout (cKO)マウスの解析により、Tbx3が妊娠期腹側表皮で見られる基底細胞の増殖昂進と皮膚伸展に必要であることを示した。次に、毛包間表皮幹細胞のマーカーであるAxin2を利用し、Axin2-d2GFPマウスの解析を行った結果、Tbx3は表皮幹細胞には発現しておらず、TA細胞に主に発現していることが分かった。
次に、妊娠期腹側の表皮基底細胞のダイナミクスの変化は、真皮からのシグナルに依存する可能性を検討した。真皮組織のマイクロアレイ解析を行ったところ、妊娠期腹側で分泌タンパクSfrp1とIgfbp2の発現が上昇することを見出した。Fluorescence in situ hybridization（FISH）によってSfrp1とIgfbp2がvimentin+/α-SMA+細胞に存在することを確認した。本研究は、妊娠期の皮膚伸展における毛包間表皮幹細胞、TA細胞のダイナミクスを明らかにするとともに、このメカニズムの再生医療への応用を提唱するものである。
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