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2016 年度 実績報告書

表皮バリアの形成・維持機構の解明とバリア構築に関わる新規因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 26293259
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

久保 亮治  慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (70335256)

研究分担者 佐々木 貴史  慶應義塾大学, 医学部, 講師 (70306843)
天谷 雅行  慶應義塾大学, 医学部, 教授 (90212563)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードタイトジャンクション / ケルビン14面体 / 表皮恒常性 / 皮膚バリア
研究実績の概要

皮膚の最も大切な機能は、私たちの体の表面を覆い、外の世界から私たちの体を守るバリアとしての機能です。皮膚のバリア機能は主に、皮膚の表面を覆う細胞の層(表皮)が担っています。表皮の一番外側にある角層は、死んで角化した細胞(角質細胞)が、何層にも重なり強固に結合することによって作られた頑丈なバリアです。角層の内側にはもう一つ、バリアの働きをする構造があります。細胞と細胞の間をぴったりと隙間なくくっつける、密着結合(タイトジャンクション)と呼ばれる構造です。表皮の細胞は常に新陳代謝しており、日々新しい細胞が生まれ、古い細胞はどんどん垢となって、はがれ落ちていきます。どうやってバリアを保ったまま、バリア本体を作っている細胞を入れ換えることができるのか?その仕組みは長い間ずっと不明でした。
我々は、マウスの耳の皮膚とその細胞をコンフォーカル顕微鏡で観察することで、タイトジャンクションバリアを作っている細胞が、“ケルビンの14面体”と呼ばれる特殊な多面体を平たくした形をしており、お互いに組み合わさって規則正しい構造をなすことを発見しました。さらに、皮膚のタイトジャンクションが光るマウスをツーフォトン顕微鏡で観察することにより、細胞が決まった順番通りに、規則正しく入れ替わって行くことを明らかにしました。
1つ1つの細胞が入れ替わる時、その細胞の周りでだけタイトジャンクションは一時的に2重になり、新しいバリアができてから古いバリアが消えることで、細胞が入れ替わってもバリアは破れない仕組みになっていました。さらに、規則正しく立体的に配列した細胞たちの間で、お互いの位置とタイミングを合わせながら順序立って細胞が入れ替わることで、皮膚全体のバリアが保たれていることを示しました。皮膚のバリアを保ちながら細胞を新陳代謝させることを可能にする鍵は、ひとつひとつの細胞の形にあることが初めてわかりました。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Imperial College of London(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Imperial College of London
  • [国際共同研究] Emory University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Emory University
  • [雑誌論文] Epidermal cell turnover across tight junctions based on Kelvin’s tetrakaidecahedron cell shape2016

    • 著者名/発表者名
      Yokouchi M, Atsugi T, Logtestijn M, Tanaka R, Kajimura M, Suematsu M, Furuse M, Amagai M, Kubo A
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 5 ページ: e19593

    • DOI

      10.7554/eLife.19593

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Epidermal barrier homeostasis and its breakage in skin diseases2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo A
    • 学会等名
      The 41st Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市青葉区)
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Epidermal cell turnover across tight junctions based on Kelvin’s tetrakaidecahedron cell shape2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo A
    • 学会等名
      2nd International Symposium on ‘Autoinflammation breaks Barriers’
    • 発表場所
      Munster, Germany
    • 年月日
      2016-11-21 – 2016-11-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal orchestration of epidermal cell turnover based on Kelvin’s tetrakaidecahedron cell shape2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo A
    • 学会等名
      CDB International Symposium “Body Surface Tactics”
    • 発表場所
      理化学研究所多細胞システム形成研究センター(兵庫県神戸市中央区)
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homeostasis and Dysfunction of the Epidermal Barriers2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo A
    • 学会等名
      12th Meeting of the German-Japanese Society of Dermatology
    • 発表場所
      軽井沢プリンスホテルウエスト(長野県軽井沢市)
    • 年月日
      2016-10-13 – 2016-10-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Epidermal cell turnover across tight junctions based on Kelvin’s tetrakaidecahedron cell shape2016

    • 著者名/発表者名
      Kubo A
    • 学会等名
      14th Meeting of the European Epidermal Barrier Research Network
    • 発表場所
      Munchen, Germany
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cell shape determines the regulatory mechanisms for maintaining tight junction barrier homeostasis in epidermal turnover2016

    • 著者名/発表者名
      Yokouchi M, Atsugi T, Kajimura M, Suematsu M, Furuse M, Amagai M, Kubo A
    • 学会等名
      76th Annual Meeting Society for Investigative Dermatology
    • 発表場所
      Kierland, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-05-14 – 2016-05-14
    • 国際学会
  • [備考] Sealing the deal on leak-proof cells

    • URL

      https://research-highlights.keio.ac.jp/article/82/sealing-the-deal-on-leak-proof-cells

  • [備考] 皮膚が新陳代謝しつつバリアを維持する仕組みを解明 -細胞の形が解き明かす瑞々しい皮膚が保たれる秘密-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2016/11/30/161130_2.pdf

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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