機能的毛包再構築系を利用した毛包間葉細胞の毛種決定と運命転換制御に関する研究

本研究課題は、毛包間葉細胞による毛種決定と運命転換制御機構の解明を目的とした。ほほ髭毛包より上皮性幹細胞の分離取得、および生体内環境を再現した培養方法により、器官誘導能を維持した生体外培養技術開発を実施した。上皮性幹細胞のエネルギー代謝、および増殖性の賦活化、幹細胞機能の維持に寄与しうるシグナル分子を添加した培養液中での三次元的な生体外培養法を検討したところ、幹細胞領域に由来する上皮細胞が有意に増殖した。培養上皮細胞について機能的毛包再構築系を利用して毛包形成能を評価したところ、毛球部構造、内毛根鞘への分化、および付属器官である皮脂腺への分化が認められた。以上の結果から、成体毛包より、器官誘導能を有する毛包上皮細胞を取得し生体外において培養する技術を確立したと共に、毛種の運命決定に関与する遺伝子による、毛種特異的な形質を生み出す上皮性幹細胞の分化制御機構についての詳細な機能解析が可能となった。さらに、器官形成過程におけるシグナル分子の反応拡散現象によるパターニングによる器官再生が再現可能となった。また、ヒト毛乳頭細胞における特定遺伝子の機能試験を可能とするために、昨年度に確立した、体毛上皮組織とほほ髭毛乳頭細胞をin vitroで人為的に組み合わせた機能的毛包再構築系をヒト細胞に応用し、マウスほほ髭上皮細胞とヒト毛乳頭細胞から構成される毛包の再生に成功した。本運命転換技術開発の成果は、現在、論文にまとめ、投稿準備中である。今後、確立した上皮・間葉細胞培養系を利用した詳細な機能解析が期待される。

本研究課題は、毛包間葉細胞による毛種決定と運命転換制御機構の解明を目的とした。ほほ髭毛包より上皮性幹細胞の分離取得、および生体内環境を再現した培養方法により、器官誘導能を維持した生体外培養技術開発を実施した。上皮性幹細胞のエネルギー代謝、および増殖性の賦活化、幹細胞機能の維持に寄与しうるシグナル分子を添加した培養液中での三次元的な生体外培養法を検討したところ、幹細胞領域に由来する上皮細胞が有意に増殖した。培養上皮細胞について機能的毛包再構築系を利用して毛包形成能を評価したところ、毛球部構造、内毛根鞘への分化、および付属器官である皮脂腺への分化が認められた。以上の結果から、成体毛包より、器官誘導能を有する毛包上皮細胞を取得し生体外において培養する技術を確立したと共に、毛種の運命決定に関与する遺伝子による、毛種特異的な形質を生み出す上皮性幹細胞の分化制御機構についての詳細な機能解析が可能となった。さらに、器官形成過程におけるシグナル分子の反応拡散現象によるパターニングによる器官再生が再現可能となった。また、ヒト毛乳頭細胞における特定遺伝子の機能試験を可能とするために、昨年度に確立した、体毛上皮組織とほほ髭毛乳頭細胞をin vitroで人為的に組み合わせた機能的毛包再構築系をヒト細胞に応用し、マウスほほ髭上皮細胞とヒト毛乳頭細胞から構成される毛包の再生に成功した。本運命転換技術開発の成果は、現在、論文にまとめ、投稿準備中である。今後、確立した上皮・間葉細胞培養系を利用した詳細な機能解析が期待される。