ヒト外胚葉性間葉系幹細胞による非瘢痕性機能的皮膚再生メカニズムの解明

利用人外胚层间充质干细胞阐明无疤痕功能性皮肤再生机制

• 批准号: 21K16228
• 负责人: 山西 絢子
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16228/
• 关键词: 外胚葉性間葉系幹細胞; 三次元培養皮膚; ヒトiPS細胞; single cell RNA-seq; 表皮水疱症; 間葉系幹細胞; Single-cell RNA-seq

熱傷瘢痕や術後瘢痕などの皮膚損傷組織は、線維性瘢痕組織で応急的に置換され、その代償として毛包や汗腺などの皮膚付属器を消失した、瘢痕性非機能的修 復を余儀なくされる。一方、胎児皮膚は皮膚損傷後にも瘢痕を生じることなく、皮膚付属器を伴う非瘢痕性機能的組織修復が得られることが知られている。しかし、この非瘢痕性機能的組織再生メカニズム、およびそれに関わる分子基盤は未だ解明されていない。申請者が所属する研究室では、栄養障害型表皮水疱症の表皮再生メカニズムを解析するなかで、皮膚損傷時に骨髄から誘導される外胚葉性間葉系幹細胞が、表皮幹細胞とクロストークすることで、皮膚付属器を伴う非瘢痕性機能的組織再生を誘導していることを発見した。しかし、このヒト外胚葉性間葉系幹細胞は骨内膜に存在し、生理的条件下の骨髄中にはごく少数しか存在しないため、現在特異的に採取・ 培養し、その機能を解析する手段がない。そこで本研究では、ヒトiPS細胞から外胚葉性間葉系幹細胞と表皮幹細胞をそれぞれ誘導し、両者を用いた三次元培養皮膚を作製する。作製した皮膚の遺伝子発現をシングルセルレベルで詳細に解析することで、外胚葉性間葉系幹細胞と表皮幹細胞 のクロストークによる非瘢痕性機能的皮膚再生メカニズムの解明を目指す。 本研究は、これまで成体の組織再生に寄与すると考えられていた中胚葉性間葉系幹細胞ではなく、機能が全く知られていなかった外胚葉性間葉系幹細胞を用いる点で大変意義がある。また、単一細胞網羅的遺伝子発現解析により、皮膚発生時の分化細胞系譜を明らかにすることで、皮膚付属器を伴う機能的皮膚再生メカニズムが解明でき、表皮水疱症をはじめとする皮膚組織再生を必要とする疾患の新規治療法を提供できる点で重要である。

The skin damage tissue of thermal scar and postoperative scar is replaced by linear scar tissue, and the skin accessories of hair follicle and sweat gland disappear. The repair of scar non-function is completed. A side, fetal skin after skin injury scar formation, skin accessories, accompanied by non-scar function of tissue repair The molecular basis of tissue regeneration with non-scar function is still unclear. The applicant's laboratory has identified the induction of epidermal regeneration of epidermal vesicles with non-scar function by ectodermal mesenchymal stem cells and epidermal stem cells during skin injury. Ectodermal mesenchymal stem cells exist in endosteal cells under physiological conditions, but only in a small number of cells. In this study, iPS cells, ectodermal mesenchymal stem cells and epidermal stem cells were induced and cultured in three dimensions. This paper discusses the mechanism of skin regeneration by epidermal mesenchymal stem cells and epidermal stem cells, and points out the mechanism of skin regeneration without scar function. This study is of great significance in understanding the function and function of mesoembryonic mesenchymal stem cells in adult tissue regeneration. Analysis of the gene expression of a single cell network, identification of differentiated cell lineages during skin development, identification of skin regeneration associated with the function of skin receptors, identification of skin tissue regeneration necessary for the treatment of epidermal blistering, and provision of new treatment methods are important.