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2021 年度 実績報告書

上皮幹細胞コンパートメントを規定する分子機構と生物学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03266
研究機関熊本大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード表皮幹細胞 / 幹細胞不均一性 / ニッチ / 細胞外マトリクス / 遺伝子改変マウス / 三次元培養 / 皮膚再生
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。本年度は、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。またマウス口腔ケラチノサイトの新たな培養法を確立し、筆頭著者として論文発表した。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。In vivoの解析は、ノックアウトマウスの表現型解析、RNAseqデータ解析を中心に行った。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するとともに、若齢、高齢、Fbln7ノックアウトマウス組織を用いた局在解析を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

In vivo、in vitroの実験ともに順調に進捗した。論文投稿をし、リバイス実験を進めている。

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の生化学的特性や生理機能を解明し、成果を論文発表する。

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条件検討を進める。

マウス皮膚、口腔組織の中で上皮幹細胞が領域化するメカニズムの相違点や類似点を比較解析し、論文発表へ向けたデータを取得する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The extracellular matrix fibulin 7 maintains epidermal stem cell heterogeneity during skin aging2022

    • 著者名/発表者名
      Raja Erna、Changarathil Gopakumar、Oinam Lalhaba、Ngo Yen Xuan、Tsunezumi Jun、Ishii Ryutaro、Sasaki Takako、Imanaka-Yoshida Kyoko、Yanagisawa Hiromi、Sada Aiko
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: N/A ページ: N/A

    • DOI

      10.1101/2022.02.28.482241

  • [雑誌論文] Isolation and Culture of Primary Oral Keratinocytes from the Adult Mouse Palate2021

    • 著者名/発表者名
      Xuan Ngo Yen、Haga Kenta、Suzuki Ayako、Kato Hiroko、Yanagisawa Hiromi、Izumi Kenji、Sada Aiko
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 175 ページ: e62820

    • DOI

      10.3791/62820

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Elucidating the cellular and molecular mechanisms of epidermal stem cell aging2021

    • 著者名/発表者名
      Aiko Sada
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞外微小環境を介した皮膚幹細胞老化制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐田亜衣子
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] Stem cell dynamics in skin regeneration and aging2021

    • 著者名/発表者名
      Aiko Sada
    • 学会等名
      The 18th Stem Cell Research Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外マトリクスから紐解く皮膚幹細胞制御メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      細胞外マトリクスから紐解く皮膚幹細胞制御メカニズム
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [備考] 成体マウス初代口蓋上皮細胞(ケラチノサイト)の単離と培養

    • URL

      https://www.usaco.co.jp/article/detail.html?itemid=1568&dispmid=610

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公開日: 2022-12-28  

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