【研究領域課題番号】18H04061 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生 / アカハライモリ / リプログラミング / 瘢痕 / 創傷治癒 / 線維化 / 脱分化

【研究成果の概要】

本研究の目的は、「ヒトの体細胞にイモリ型のリプログラミングを惹起する因子の解明に挑む」とともに「イモリの利用を医学の様々な分野に浸透させる」ことにより、イモリ型の臓器再生に向けた現実的な工程表を完成させることである。そのために、１）成体マウス肢切断-瘢痕治癒過程を記述し、成体イモリの肢再生過程と対応付けた。一方、骨格筋追跡マウスの妊孕性が極めて低く系統を維持することが困難であったため、新たなマウス系統を作製する方向に転換した。この系統を用いて、骨格筋線維が瘢痕治癒過程に関わるか調査する。２）成体マウス網膜剥離-増殖膜形成過程の解析を進めるとともに、RPE細胞追跡マウスの評価・生産・飼育を継続した。現在、RPE細胞の動態を解析している。３）骨格筋追跡イモリを用いて、骨格筋線維が幼生期にすでに脱分化能力をもつこと、しかしその能力は生体内では抑制されており、脱分化能力の解放には変態と体の成長の組み合わせが必要であることを明らかにした（査読中）。一方、RPE細胞追跡イモリの解析により、RPE細胞のリプログラミングは変態直後に見られることが判った。これらの結果から、脱分化・リプログラミングに対するゲノム・エピゲノムおよび細胞外環境の重要性が明らかになった。４）哺乳類とイモリの双方において、骨格筋線維とRPE細胞の脱分化／リプログラミングを培養下で再現する条件及び候補因子の探索を進めた。イモリの骨格筋線維において、脱分化と再分化を再現し、しかも哺乳類と互換性のある培養条件を見出した。RPE細胞についても評価中である。血液を含むイモリの体組織由来成分の評価を進めた。５．アカハライモリのオミックスデータベースの利用を進めた。６．イモリの医学分野への導入を推進した。皮膚と顎、肢（リンパ）の再生について、イモリとヒトの比較研究を支援した。皮膚再生の研究成果を国際誌（査読付）で発表した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【配分額】44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)

【研究領域課題番号】18K16997 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

創傷治癒 / 再生 / 血管新生 / 皮膚再生

【研究成果の概要】

ヒトやマウスは胎生中期以前は皮膚創傷の再生が可能だが、以後は不可能となり、瘢痕が形成され問題となる。皮膚再生が可能なメカニズムは不明だが、血管新生との関連があると仮定し検討した。再生が可能なマウス胎生13.5日目の創部においては、早期から創の中心へ向けて旺盛な血管新生が起こることを三次元的に可視化することに成功した。一方、14.5日目以降になるとそのような血管新生は起こらないことが示された。これらから、創部の血管新生と皮膚再生の可否が関連している可能性が示唆された。

【研究の社会的意義】

皮膚の創傷は現代の治療では必ず瘢痕を残し、それは機能障害や整容的問題となる。瘢痕を残さずに皮膚の創傷を治癒させることは非常に大きな課題である。本研究はマウス胎仔の創傷が瘢痕を残さずに治癒するメカニズムを探索したものである。イモリ四肢、ゼブラフィッシュ尾ビレなど再生可能な組織と同様に血管新生が再生の起点となるという仮説のもと、マウス胎仔創部の血管新生について解析したところ、再生が可能な時期に限定して創内に旺盛な血管新生が認められることが分かった。本研究により血管新生を治療標的とする創傷治療開発の可能性が開けたと言える。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】17390477 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

創傷治癒 / 皮膚 / 再生 / 胎仔 / 発生・分化 / マイクロアレイ / siRNA / 変換点

【研究成果の概要】

皮膚が再生する時期と再生しなくなる時期のマウス胎仔皮膚から、マイクロアレイにより得ることができた、皮膚を再生させる候補遺伝子をin vitro及びin vivoで胎仔皮膚創傷面から消失させることで、これら候補遺伝子の皮溝、皮丘、真皮の癒痕の形成与える影響につき検討した。siRNAを用いた機能解析のスクリーニングのため、マウス胎仔皮膚を用いたin vitroのスクリーニングモデルを開発した。Genechipを用いた皮膚再生を引き起こす候補遺伝子の中で、in vitroおよびin vivoの胎子創傷治癒モデルで、皮膚再生に機能的に作用のあった遺伝子はtwist, fbn1であった。これらをsiRNAにより、成獣マウス創傷部位からノックダウンを行って、癒痕形成、皮溝、皮丘の形成に与える影響を観察した。遺伝子導入は、リポフェクション試薬を用いて行ったが、創傷部位で効果的にノックダウンを行うことが可能であった。その後、成獣の創傷部位でtwist, fbn1のノックダウンを行い、効率的に創傷部位でのノックダウンは行えたが、療痕形成、皮溝、皮丘の形成に作用を及ぼさなかった。
また、スキッドマウスの背部での胎仔皮膚再構築モデルを用いて、マウス胎仔真皮間葉系細胞のshh, twist, fbn1のノックダウンを行い、再構築された皮膚の組織学的構造の変化、皮溝、皮丘の形成に与える影響を検討した。その結果、shhのノックダウンで毛包の再構築が抑制され、twistのノックダウンできめの再構築が乱された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,500千円 (直接経費: 15,500千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】16659488 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スキッドマウス / siRNA / きめ / 皮溝・皮丘 / 再生 / 胎仔 / 創傷治癒 / scarless / 免疫不全マウス / 混合移植

【研究成果の概要】

免疫不全マウスC.B-17/Icr-scidJcl、オス8週から12週の背部に直径8皿の皮膚全層欠損層を作成し、ここにC57bl/6Jマウスの胎生17日の胎仔のそれぞれ表皮と真皮をディスパーゼで分離し、トリプシン処理でそれぞれ細胞を浮遊させた後、1x10^7個ずつ背部皮膚全層欠損層に表皮細胞と真皮細胞を混合移植し、テフロンキャップで被服した。4週後に皮膚表面をダーマスコープで観察するとともに、組織像で皮膚の再生の有無を観察した。
発生過程の胎仔正常皮膚および混合移植皮膚を4%パラフォルムアルデヒドで固定し、これらの物質につき、免疫染色、in situ hybridizationを用いて発現の差異を解析した。
胎生17日の表皮ならびに真皮細胞を組み合わせたモデルで、siRNAが効率的に導入できるかを、真皮細胞側にリポゾームを用いてlamin A/Cを導入した後に、表皮細胞、真皮細胞の混合移植を行った。またGFP発現ベクターをリポフェクション法により真皮細胞に導入し、遺伝子導入の効率を観察した。また真皮細胞にエラスチン、fiberillinなど、これまでに皺の形成に関係していると考えられている物質につき、やはりsiRNAで発現をブロックし、混合移植を行い皮膚の性状を観察した。混合移植後28日目に再構築された皮膚表面の形状を、ダーマスコープで観察し、遺伝子操作を加えていない皮膚再構築モデルの皮溝、皮丘の形成状況とを比較した。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】15390541 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胎仔 / 創傷治癒 / Genechip / sonic hedgehog / real time RTPCR / 皮膚 / 再生 / きめ / 皮溝 / 皮丘

【研究成果の概要】

皮溝、皮丘のパターンは"きめ"あるいは皮膚の質感と呼ばれているもののひとつで、体の部位によって違う。本研究は多くの形成外科領域に関係する皮溝、皮丘のパターンの形成メカニズムについては研究を行うことを目的としている。皮膚が完全に再生するマウス胎仔創傷治癒のモデルを用いて、胎生13日の胎仔創傷治癒と胎生14日の胎仔創傷治癒を比べ、皮溝、皮丘のパターンの形成メカニズムの探求を行っている。
sonic hedgehog, indian hedgehog, desert hedgehog, gli-1,-2,-3, smoothened,elastin, fibrillin, fiburinについての発現を免疫組織学的に検討した。その結果、sonic hedgehogは胎生13日の創傷治癒では発現は認められなかったが、胎生14日以降の創傷治癒では過剰発現していた。sonic hedgehogの下流のgli-1,-2,-3,smoothenedはいずれの場合も発現していて、sonic hedgehogの発現の有無が皮溝、皮丘の形成をコントロールしている可能性があった。Genechipによる解析では、胎生13日と14日の創傷治癒過程で発現差異のある物質は数多く観察されたが、発生の段階による違いによるものがほとんどであった。エラスチン関連物質では、胎生13日と14日の創傷治癒での発現の差は見られなかった。
その他の胎生13日の創傷治癒過程で発現していて、胎生14日の創傷治癒で発現していない物質として、Igals9,cluなど12遺伝子が、逆に胎生14日の創傷治癒過程で発現していて、胎生13日の創傷治癒で発言していない物質としてHba-x, Lrp-1など9遺伝子が見つかった。これらはreal time RTPCRで定量的に確認され、また免疫染色により創辺縁での発現が確認された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】11,000千円 (直接経費: 11,000千円)