ヒト表皮細胞の分化に気相培養が必須とされるメカニズムの解明

阐明气相培养对于人表皮细胞分化至关重要的机制

• 批准号: 21J12945
• 负责人: 手島 裕文
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12945/
• 关键词: 表皮分化; 細胞分化; 気相培養; 羊水

ヒト皮膚表皮は、水分蒸散や外部刺激に対するバリアとして機能する組織である。基底部の幹細胞が分化増殖し、最外部にバリアの主体である角層を生じることにより表皮が形成される。この一連の分化過程はヒト表皮三次元培養によって再現可能だが、細胞を気相に暴露する「空気暴露」が必須である。しかし、空気暴露という特異な刺激が表皮分化を促進する機構は不明であった。一方で胎児は気相環境が存在しない羊水中で表皮を形成させるため、羊水中に表皮分化を促進する因子の存在することが考えられた。本研究では、空気暴露に起因する表皮分化メカニズムを解明および、羊水中に存在する表皮分化促進因子の探索・同定を目的とした。空気暴露の有無（Air/Liq）を比較する対照実験を行った結果、Liqでは明確な形態異常と分化マーカータンパク質の低下を示し、表皮分化が破綻した。次に2群間の発現遺伝子を網羅的に解析したところ、Liqにおける低酸素応答遺伝子群の発現上昇を確認した。そこで低酸素応答を担う転写因子である低酸素誘導因子（HIF）に着目し、その制御下にある遺伝子の発現量およびHIFの転写活性を解析した結果、共にLiqで上昇した。本結果からLiqは低酸素であると仮定し、酸素供給を目的にLiq条件で振とう培養を行った。その結果、振とうさせたLiqでは強力に分化が促進され、Airの表現型を模倣した。また低酸素検出プローブを用いて解析したところ、Liqの低酸素が振とうにより解消した。以上の結果から、空気暴露は培養系に酸素を供給し表皮分化を促進することが明らかとなった。羊水中の表皮分化促進因子の探索については、分画精製したマウス羊水成分を表皮培養系に添加することにより、表皮分化促進因子を含む画分の同定を目指した。その結果、表皮分化マーカーの発現を高める画分が存在したことから、表皮分化促進因子が羊水中に存在することが明らかとなった。

Youdaoplaceholder0 skin epidermis ヒト, water evaporation や, external stimulation に against するバリアと する functional する tissue である. The basal <s:1> stem cells が differentiate and multiply in the colonium, the outermost にバリア <s:1> main body である keratinocytes を grow じる とによ とによ <s:1> epidermis が form される. こ の の differentiation in a row は ヒ ト skin three yuan culture に よ っ て reappearance may だ が, cell を 気 phase に exposed す る "が must empty 気 exposure" で あ る. <s:1>, air exposure と と う specific な stimulation が epidermal differentiation を promotion する mechanism であった unknown であった. Party で tire where は 気 phase environment exist が し な い で epidermis を formation in the amniotic fluid さ せ る た め, amniotic fluid に epidermal differentiation を す る factors exist の す る こ と が exam え ら れ た. This study で は, empty 気 に exposure causes す る epidermal differentiation メ カ ニ ズ ム を interpret お よ び, amniotic fluid に す る epidermal differentiation promoting factor の exploration, with constant を purpose と し た. Empty 気 exposed の presence of (Air/Liq) を compare す る polices according to be 験 を line っ た results, Liq で は clear な abnormal-looking と differentiation マ ー カ ー タ ン パ ク low quality の を し, epidermal differentiation が flaw し た. に 2 between group の 発 now but 伝 son を snare に parsing し た と こ ろ, Liq に お け る low acid element 応 a heritage 伝 subgroup の 発 now rising を confirm し た. そ こ で low acid element 応 answer を bear う planning write factor で あ る low acid element factor (HIF) に し, そ の under the system of imperial に あ る posthumous son 伝 の 発 now quantity お よ び HIF の planning write activity を parsing し た results, に Liq で rise し た. The results of this study show that ら らLiq であると仮 low acid であると仮 fixed <s:1>, acid supply を objective にLiq conditions で vibration とう culture を performance った. Youdaoplaceholder0 <s:1> results, とうさせたLiqで で strong に differentiation が promotes され, Air <s:1> phenotype を mimics た. ま た low acid element 検 out プ ロ ー ブ を with い て parsing し た と こ ろ, Liq の low acid element vibration が と う に よ り null し た. The above <s:1> results ら ら and air-exposed <s:1> culture supply に acid を to the differentiation of the epidermis を, promoting する とが とが and ら となった. Amniotic fluid の epidermal differentiation promoting factor の explore に つ い て は, draw the refined し た マ ウ ス amniotic fluid composition training department に を skin add す る こ と に よ り, epidermal differentiation promoting factor を む painting with fixed points の を refers し た. そ の results, epidermal differentiation マ ー カ ー の 発 now を high め る painting existence が し た こ と か ら, epidermal differentiation promoting factor が に exist in the amniotic fluid す る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

空気暴露依存的な表皮分化には低酸素誘導因子が関与する

缺氧诱导因素参与空气暴露依赖性表皮分化

• 发表时间: 2022
• 作者: 手島裕文;遠藤真悠子;古山夢彩;辻徳治;辰川英樹;人見清隆
• 通讯作者: 人見清隆

Involvement of hypoxia inducible factor activity in inevitable air-exposure treatment upon differentiation in a three-dimensional keratinocyte culture.

三维角质形成细胞培养物分化时不可避免的空气暴露处理中缺氧诱导因子活性的参与。

• DOI: 10.1111/febs.16707
• 发表时间: 2023
• 期刊: FEBS Journal
• 影响因子: 5.4
• 作者: Teshima H.;Endo M.;Furuyama Y.;Takama H.;Tsuji T.;Tatsukawa H.;Akiyama M.;and Hitomi K.
• 通讯作者: and Hitomi K.

Investigation of mouse amniotic fluid for stimulating ability of keratinocyte differentiation depending on the fetal stage.

研究小鼠羊水根据胎儿阶段刺激角质形成细胞分化的能力。

• DOI: 10.1016/j.abb.2021.109003
• 发表时间: 2021
• 期刊: Arch Biochem Biophys
• 影响因子: 3.9
• 作者: Kuribayashi M;Kawaguchi Y;Teshima H;Yamaguchi H;Tatsukawa H;Hitomi K.
• 通讯作者: Hitomi K.