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2023 年度 実績報告書

位置情報システムによる皮膚の領域特異性の創出・維持・破綻メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03706
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

藤原 裕展  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (20615744)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード領域特異性 / 細胞外マトリックス / 位置情報 / 皮膚
研究実績の概要

皮膚の構造と機能の身体部位ごとの多様性は、生物の環境適応戦略にとって重要な役割を果たす。しかし、組織損傷後の修復・再生過程では、しばしばその領域性が失われ、一様な瘢痕等として不完全な修復がなされる。本研究では、明瞭な領域特異性を持つ皮膚が、発生過程でどのようにして部位ごとに異なる性状の皮膚を作り出すのか、そして組織修復の過程でなぜ領域性が失われ、それが回復しないのか、そのしくみを明らかにする。特に、領域特異性や位置情報(体の番地に例えられる)に深く関わる間充織細胞と細胞外マトリックス(ECM)の多様性に着目し、これらが器官の『位置情報システム』として機能するしくみに迫る。昨年度までに、マウス背部皮膚を用いて、皮膚のECMのmRNA発現と蛋白質の組織内空間情報を網羅した「Skin ECM atlas」を作成した。さらに、有毛皮膚の特徴である毛包の発生と再生に欠かせない線維芽細胞「毛乳頭細胞」に着目し、その周囲ECMが基底膜分子であることを明らかにした。今年度は、毛乳頭周囲のECM環境を構築している基底膜分子のうち、特にインテグリンのリガンドとして機能するラミニンとの相互作用の分子基盤に着目して研究を推進した。その結果、毛乳頭の周囲には、特定のラミニンアイソフォームが異なるパターンで沈着していること、毛乳頭はそれぞれのラミニンアイソフォームに異なるインテグリンを使って異なるアフィニティで接着しているこが明らかとなった。このような間充織のECM環境の局所的な変化が、皮膚発生時や再生時の線維芽細胞の挙動や状態を制御することで、皮膚全体の表現型に影響を及ぼしている可能性が浮上した。今後は、発生・再生過程でこの間充織ECMから基底膜ECMへのスイッチングがいつどのようにして起こるのか、それを操作すると、皮膚の表現型にどのような影響が現れるのか等に着目して、研究を進めていきたい。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件、 招待講演 13件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Washington University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Washington University
  • [雑誌論文] <i>Col4a2-eGFP</i>mouse model reveals the molecular and functional dynamics of basement membrane remodelling in hair follicle morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Wuergezhen Duligengaowa、Gindroz Eleonore、Morita Ritsuko、Hashimoto Kei、Abe Takaya、Kiyonari Hiroshi、Fujiwara Hironobu
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 000 ページ: 000

    • DOI

      10.1101/2023.10.31.564866

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Spatial regulation of extracellular matrix turnover rates guides macro-scale organ shape in mouse skin2024

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Singapore Skin Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and extracellular matrix dynamics underlying skin morphogenesis2024

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Kyoto University International Symposium Dynamics in Cell Communications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatial regulation of extracellular matrix turnover rates guides macro-scale organ shape in mouse skin2024

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      BDR Symposium: Time Across Scales: Development, Homeostasis, and Aging
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and ECM dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      MBI Weekly Seminar, Mechanobiology Institute, National University of Singapore
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and ECM dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Blizard Institute, Queen Mary University of London
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and ECM dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Wellcome Centre Cell-Matrix Research, University of Manchester
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and ECM dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Collagen
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 毛包の発生と幹細胞形成を支えるテレスコープ多細胞動態2023

    • 著者名/発表者名
      藤原裕展
    • 学会等名
      名古屋大学大学院医学系研究科 特徴あるプログラム「オミクス解析学」
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization and Functional Characterization of Basement Membrane Dynamics in Developing Mouse Hair Follicles2023

    • 著者名/発表者名
      Duligengaowa Wuergezhen, Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Epithelial Differentiation and Keratinization
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization and functional characterization of basement membrane dynamics in the developing mouse hair follicle2023

    • 著者名/発表者名
      Duligengaowa Wuergezhen, Eleonore Gindroz, Ritsuko Morita, Kei Hashimoto, Takaya Abe, Hiroshi Kiyonari, Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      International Symposium on Skin Stem Cell Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-cell transcriptome atlas of adult human skin tissue regeneration during the hair cycle2023

    • 著者名/発表者名
      Jun Yokota, Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      International Symposium on Skin Stem Cell Dynamics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-cell transcriptome atlas of adult human skin tissue regeneration during the hair cycle2023

    • 著者名/発表者名
      Jun Yokota, Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Epithelial Differentiation and Keratinization
    • 国際学会
  • [学会発表] Multicellular and extracellular matrix dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Development Across Scales, Kyoto University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and extracellular matrix dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Trends Series, Kobe University Graduate School of Medicine
    • 招待講演
  • [学会発表] Multicellular and extracellular matrix dynamics underlying skin morphogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Fujiwara
    • 学会等名
      Morphogenesis Series, University of Cambridge, UK (online)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Fujiwara lab

    • URL

      https://www.fujiwaralab.com/ja

  • [備考] 理化学研究所生命機能科学研究センター細胞外環境研究チーム

    • URL

      https://www.bdr.riken.jp/ja/research/labs/fujiwara-h/index.html

  • [産業財産権] 器官周辺の細胞種における遺伝子発現量に基づき、その器官の周期を推定する方法2023

    • 発明者名
      横田絢、白井悠暉、藤原裕展
    • 権利者名
      横田絢、白井悠暉、藤原裕展
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      P2023-97962

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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