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2017 年度 実績報告書

皮膚の恒常性維持機能における末梢血間葉系細胞の役割解明とその制御法開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05369
研究機関大阪大学

研究代表者

玉井 克人  大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (20236730)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード再生医学 / 皮膚 / 間葉系幹細胞
研究実績の概要

これまでの研究において、マウス全層皮膚欠損モデルにおける皮膚再生プロセスで、血小板増殖因子受容体(platelet-derived growth factor receptor-alpha: PDGFRα)陽性間葉系細胞による末梢神経再生メカニズムが存在すること、この末梢神経再生プロセスは骨髄間葉系幹細胞血中動員活性を持つ核内クロマチン結合蛋白HMGB1の投与により促進されることを明らかにした。平成29年度は、末梢循環性間葉系細胞(mesenchymal blood cell, MBC)の皮膚再生プロセスをより詳細に解明することを目的として、特定の細胞でPDGFRαが一度でも発現すれば、それ以降はPDGFRαの発現が消失しても緑や赤の蛍光を発する細胞から成るマウス(PDGFRα-Cre::flox-stop-tdTomatoマウス:Pα-Tomatoマウス)と野生型マウスの末梢循環を共有させた共生マウス(parabiosisマウス)を作成し、その野生型マウス背部皮膚に、皮膚基底膜接着分子VII型コラーゲンの機能不全により表皮剥離を繰り返す栄養障害型表皮水疱症モデルマウスの新生仔皮膚を移植し、その皮膚再生プロセスにおけるMBCの寄与を検討した。その結果、MBCは移植皮膚片内で間葉組織のみならず、表皮、毛包、末梢神経の再生に寄与していることが明らかとなった。さらに、MBCの遺伝子発現を、次世代シークエンスを用いて網羅的に解析した結果、神経堤由来間葉系幹細胞と類似の遺伝子発現パターンを示すことが明らかとなった。即ち、生体内組織損傷時には、末梢循環を介した神経堤由来間葉系幹細胞の損傷組織への集積による組織再生誘導メカニズムが存在することが初めて明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成29年度の研究により、末梢循環性間葉系細胞(mesenchymal blood cell, MBC)の詳細な性質が網羅的遺伝子解析により明らかになったこと、MBCが皮膚再生機序において、間葉系組織のみならず、表皮、毛包、神経の再生に重要な役割を担うことが明らかとなったことから、本研究は、当初の計画通り順調に推移していると考える。

今後の研究の推進方策

平成28年度、平成29年度の研究により、末梢血間葉系細胞(mesenchymal blood cell, MBC)が損傷皮膚再生過程で表皮細胞、真皮線維芽細胞、真皮神経細胞の再生に寄与することが明らかとなった。平成30年度以降の研究では以下の点を明らかにする。1)MBCの発生学的起源解明、2)MBCの生体内起源(骨髄、脂肪、その他MBC起源組織探索)、3)壊死由来因子(HMGB1その他)に対する応答メカニズム解明、4)MBCの壊死組織集積メカニズム解明(CXCR4/CXCL12系以外のメカニズムの有無検討)、5)MBCの壊死組織内応答メカニズム解明、6)各種疾患病態におけるMBCの役割解明、7)MBCによる組織幹細胞補充メカニズムの解明、8)MBCと加齢・老化との関係解明などの研究を通して、MBCの生体存在意義を明らかにするとともに、体内再生誘導医学、抗加齢医学への応用を図る。これらの研究推進に必要な基本技術として、これまでにMBC系譜追跡マウスの確立、組織透明化技術確立、1細胞レベルでの網羅的トランスクリプトーム/エピジェネティクス解析技術確立を達成している。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Physician-initiated first-in-human clinical study using a novel angiogenic peptide, AG30/5C, for patients with severe limb ulcers2017

    • 著者名/発表者名
      Nakagami Hironori、Yamaoka Toshifumi、Hayashi Misa、Tanemura Atsushi、Takeya Yasushi、Kurinami Hitomi、Sugimoto Ken、Nakamura Ayumi、Tomono Kazunori、Tamai Katsuto、Katayama Ichiro、Rakugi Hiromi、Kaneda Yasufumi
    • 雑誌名

      Geriatr Gerontol Int.

      巻: 17 ページ: 2150~2156

    • DOI

      10.1111/ggi.13051

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Subcutaneous transplantation of allogenic mesenchymal stromal cells ameliorates intractable ulcers in recessive dystrophic epidermolysis bullosa patients2017

    • 著者名/発表者名
      Tamai K
    • 学会等名
      76th Annual Meeting of Society for Investigative Dermatology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 間葉系幹細胞を利用した表皮水疱症治療戦略2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第39回水疱症研究会年次学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨髄由来間葉系細胞による表皮水疱症治療2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第38回日本炎症・再生医学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Systemic administration of HMGB1 peptide safely and specifically increases mesenchymal cells in human peripheral blood: outcomes from phase I clinical study2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第23回日本遺伝子細胞治療学会
    • 招待講演
  • [学会発表] HMGB1-derived peptide drug to reduce inflammation and fibrosis2017

    • 著者名/発表者名
      Tamai K
    • 学会等名
      EB2017 Research &EB-CLINET Conferences 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Systemic administration of HMGB1 peptide drastically improves survival of the RDEB model mice by mobilizing multipotent stem/progenitor cells from bone marrow2017

    • 著者名/発表者名
      Tamai K
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the ESDR
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 間葉系血液細胞誘導剤の開発と皮膚難病治療への応用2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第68回日本皮膚科学会中部支部学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨髄間葉系幹細胞と損傷組織のクロストークによる生体組織再生誘導メカニズムを利用した筋ジストロフィー治療の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      ジストロフィン欠損モデル動物を基盤とした筋ジストロフィーの新しい治療法開発 平成29年度 研究班会議
    • 招待講演
  • [学会発表] Mesenchymal stem cells in bone marrow as a target for treating epidermolysis bullosa2017

    • 著者名/発表者名
      Tamai K
    • 学会等名
      日本研究皮膚科学会(JSID)第42回年次学術大会・総会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 皮膚再生過程における骨髄間葉系幹細胞の役割2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 表皮水疱症に対する他家骨髄間葉系幹細胞製品の開発2017

    • 著者名/発表者名
      玉井克人
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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