ニッシェによるマスター遺伝子制御を介した色素幹制御の未分化性維持機構の解明

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これまでの研究でに色素幹細胞を同定し、白髪モデルマウスとしてBcl2欠損マウス、およびvitiligoマウスの2系統、さらに、加齢マウス、および異なる年齢層から採取したヒト毛包での解析から、色素幹細胞が維持されなくなると白髪化すること、加齢に伴いニッチにおいて色素幹細胞が量的質的に変化し維持されなくなることを明らかにした。Bcl2遺伝子の欠損マウスでは、ニッチに局在した色素幹細胞が休眠状態に入るタイミングで一斉に細胞死することから、色素幹細胞が休眠状態に入る際にBcl2遺伝子が色素幹細胞の維持に必須となることが判明した。このプロセスを詳細に解析しとところ、細胞周期が止まるほかに、劇的な形態学的な変化、ならびに多くの分子の発現が大幅にdownregulateされることが明らかになった。さらに、加齢に伴い、色素幹細胞はニッチにおいてしばしば異所性にメラニン顆粒をもった成熟した細胞形態をとること、またこの異所性の分化過程は、メラノサイトのマスター転写因子であるMitfの変異により促進されることが明らかになった。この過程には、正常の分化でみられるメラニン合成に関わる分子群の発現を伴って起こることが判明した。幹細胞側のマスター制御因子のMITFを制御していると考えられるニッチ特異的因子を明らかにするため、皮膚毛包内で発現する多くの分子のうち、ニッチに相当するバルジ領域に発現を認めるものを免疫組織染色やin situ hybridizationにより絞った。そのなかで、TGFβとその下流分子の発現に着目し、未分化性維持に関わるのかどうか明らかにするために、色素細胞系譜特異的に成体においてコンディショナルにノックアウトする系(Dct promoterおよびTyrosinase promoterの制御下に、Tamoxifenでコントロール可能なCreリコンビナーゼ(CreER)を発現させるシステム)を確立し、解析をすすめた。