ＤＮＡ損傷応答を介した色素幹細胞の自己複製制御の仕組み

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組織の恒常性維持や再生の要となる組織幹細胞は、加齢に伴う様々なストレスにより枯渇及びがん化などの異常増殖が見られるようになる。枯渇と異常増殖と言う一見して逆の細胞応答がどのようなストレスによって、またどのような細胞内シグナルによって引き起こされるかをマウス色素幹細胞に着目して調べるため、昨年度までに申請者は放射線やH2O2と言ったストレスが幹細胞の枯渇を引き起こし、DMBAや紫外線と言ったストレスが異常増殖を引き起こすことを明らかにした。さらに色素幹細胞の枯渇が、DNA鎖切断の修復に重要なATR遺伝子を欠損しても生じることに着目し、色素幹細胞の枯渇が幹細胞自身のDNA損傷によるものかニッチの損傷によるものかを決定するため、ATR遺伝子をそれぞれで欠損したマウス（Tyr-cre;ATRflox/-, K15crePR;ATRflox/-）を調べたところ、前者でのみ白髪化が起きることが分かり、幹細胞の枯渇には幹細胞自身の損傷が重要であることがわかった。DMBAなどによって色素幹細胞の異常増殖すなわちメラノーマ前がん病変が生じるが、この時の色素幹細胞及びそのニッチである毛包幹細胞の遺伝子発現解析から、毛包幹細胞内のSCFをスタートとする一連の増殖シグナル経路が重要であることが示唆された。実際に、SCFを毛包幹細胞特異的に欠損したマウス（K15crePR;SCFflox/flox）ではDMBAによるメラノーマ前がん病変の発生が大きく減少すること、逆にSCFをニッチ特異的に過剰発現したマウスではメラノーマ前がん病変の発生が大きく増加することがわかった。またヒトのメラノーマにおいても同様にSCFの過剰発現が見られるものがあることもわかった。現在ヒトメラノーマの発症原因の解明にはメラノーマ自身の変異に着目した研究が行われているが、ニッチ由来因子の変化を調べる必要性を本研究が示唆している。