| 研究課題/領域番号 |
20H03266
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
佐田 亜衣子 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (80779059)
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| 研究分担者 |
柳沢 裕美 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (40746301)
泉 健次 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80242436)
水野 秀信 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (00567159)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 表皮幹細胞 / 幹細胞不均一性 / ニッチ / 三次元培養 / 細胞外マトリクス / 遺伝子改変マウス |
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| 研究実績の概要 |
皮膚の上皮組織は高度に区画化されており、毛包間表皮、毛包、皮脂腺を生み出す幹細胞が、異なる領域で固有の機能を果たしている。さらに我々は、均一だと考えられてきた表皮基底層の中に、分裂頻度の異なる２種類の独立した幹細胞集団が、規則的なパターンを持って、領域特異的に局在することを明らかにしてきた（Sada et al., Nat Cell Biol 2016）。しかし、なぜ異なる幹細胞集団が上皮組織の中で領域化しているのか、その意義や形成過程、制御機構は不明である。
本研究は、皮膚などの上皮組織に存在する不均一な幹細胞集団の領域化に着目し、制御メカニズムを組織―細胞―分子レベルで解明することを目的に実施した。2020年度は、アロダームやマイクロパターンゲル培養の条件検討およびマーカーを用いた染色を行った。またマウスケラチノサイトの新たな培養法を確立し論文発表への準備を進めている。上皮幹細胞の領域化を担う因子として細胞外マトリクスFibulin-7の解析を行った。マウスの表現型解析は定量データの取得を中心に、主なデータの取得が完了した。また、Fibulin-7が結合すると想定される候補タンパク質を同定し、固相結合アッセイ法により、Fibulin-7との相互作用を確認できた。新たな領域化因子の探索のため、培養ケラチノサイトを用い、レンチウイルスによる遺伝子過剰発現により機能解析を行った。iGONAD（経卵管ゲノム編集）法の系を確立し、目的遺伝子をノックアウトしたマウスの作成を進めている。
上皮幹細胞やニッチの共通性・多様性を解明する目的で、マウス眼において幹細胞ダイナミクスを解析したところ、角結膜においても皮膚の表皮で観察されるような幹細胞コンパートメントが存在することを見出し、研究成果を発表した（Ishii R et al., Development 2020）。
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| 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
In vivo、in vitroの実験ともに当初の予定どおり順調に進捗している。論文発表へ向けてのデータ取得も進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、表皮幹細胞の領域化に必須な細胞外マトリクスFibulin-7ノックアウトマウスの表現型、Fibulin-7の生化学的特性、培養ケラチノサイトへの影響を統合的に解析、結果を解釈し、表皮幹細胞の領域化を担う分子機構を解明する。また、Fibulin-7に関する成果を論文にまとめる。
In vitroの実験においては、マイクロパターンゲルやアロダームの培養において、表皮幹細胞の不均一性がどの程度再現されているかをヒト皮膚組織との比較解析によってさらに明らかにする。
最後に、表皮幹細胞の領域化を制御する新規因子を同定するため、培養ケラチノサイトを用いた遺伝子欠損・過剰発現、およびiGONAD法を利用した候補遺伝子欠損マウスを作製し、解析を行う。
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