研究課題
毛包組織の恒常性を支える成体毛包幹細胞は、マーカー遺伝子の発現と毛包再生への寄与を基準に、複数種類の細胞から構成される多様な細胞集団であると考えられているが、こうした幹細胞の多様性とその維持に寄与する細胞外環境(ニッチ)が、発生過程において正しい場所に正しい時に誘導される機構については、ほとんど理解されていない。幹細胞発生過程の解析が進まない一因に、初期幹細胞を標識しうるマーカー遺伝子がいまだ同定されていないことが挙げられる。そこで本研究では、分子マーカーに依存しない２つの手法：マウス毛包発生のex vivo 4次元ライブイメージング法と１細胞トランスクリプトームを統合させたマルチオミックス解析から、多様な成体毛包幹細胞の起源とその誘導メカニズム、さらに維持機構の成立過程を明らかにすることを目指した。本年度は、昨年度に確立したマウス毛包発生過程のライブイメージングを用いて、毛包の細胞動態を網羅的に追跡することで、毛包幹細胞の起源と細胞系譜をプラコード期にまで遡り同定することに成功した。また、上皮組織が陥入したプラコード期以降は、細胞が一定の領域を越えて移動することはなく、領域ごとに伸長・成熟しながら、組織が成長していく様子が観察された。続いて、細胞状態の変化を明らかにする目的で、発生過程を通して経時的に胎児期毛包上皮細胞を単離し、single cell RNA-seqを実施した。1000細胞を超えるTranscriptome解析では、ライブイメージングの動態解析結果と一致して、プラコード期の細胞から細胞運命が分岐して、それぞれの細胞系譜ごとに分化・成熟していく過程が明らかになった。さらに、既知マーカーでは分類されなかった新規の幹細胞集団も同定され、本研究において、幹細胞予定細胞の存在とその時間的発展を、これまでにない精度で詳細にプロファイリングされたことが示唆された。
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PLoS ONE
巻: 11 ページ: e0161336
10.1371/journal.pone.0161336
