毛包の上皮―間充織相互作用を制御する細胞外環境の解明とin vitro再構築

控制毛囊上皮间质相互作用的细胞外环境的阐明和体外重建

• 批准号: 22KJ2160
• 负责人: 待田 大輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2160/
• 关键词: 細胞外マトリックス; 毛乳頭細胞; ラミニン

本研究は、細胞外マトリックスの詳細な組成解析に基づき、毛乳頭の周囲環境の解読と、そのin vitro再構築を目指している。当該年度は、毛乳頭の周囲環境を構築する細胞外マトリックス（ECM）の探索と、毛乳頭とECMの接着メカニズムについて研究をすすめた。まず、マウス皮膚とヒト皮膚を対象にした免疫組織染色により、ダイナミックな毛包の再生周期を通して毛乳頭の周囲環境は、常に間質系のECMではなく、基底膜のECMで構成されていることを明らかにした。さらに、ヒト皮膚のscRNA-seqデータを用いて毛乳頭細胞が発現するECM分子を探索し、毛乳頭細胞ではシグナル液性因子の伝達に関わる分子が多く発現していることが分かった。次に、毛乳頭が発現しているECM受容体を探索するため、ECM受容体の遺伝子発現をscRNA-seqで、培養毛乳頭細胞の表面上のECM受容体をFACSで探索した。その結果、毛乳頭細胞はラミニン認識型のインテグリンの発現が他の線維芽細胞と異なることが明らかになった。これらの結果から、毛乳頭細胞は線維芽細胞の細胞系譜にもかかわらず、基底膜分子と相互作用することで、毛再生能を発揮していると考えた。そこで、培養毛乳頭細胞とECM蛋白質との接着活性を調べた結果、毛乳頭細胞は周囲環境を構築しているラミニンに対する接着活性が弱かった。これらの結果は、毛乳頭の周囲には接着活性の弱いラミニンが沈着している可能性を示唆している。今後は、接着活性の弱いラミニンが毛乳頭細胞に与える影響を解明し、その知見に基づく毛乳頭細胞の培養系を確立する。

本研究旨在破译真皮乳头周围的环境，并根据细胞外基质的详细成分分析在体外重建它。今年，我们探索了形成真皮乳头周围环境的细胞外基质（ECM），并研究了真皮乳头与ECM之间的粘附机制。首先，对小鼠皮肤和人类皮肤的免疫组织化学染色显示，在整个动态毛囊再生周期中，真皮乳头周围的环境始终由基底膜 ECM 而不是间质 ECM 组成。此外，我们利用人类皮肤scRNA-seq数据来寻找真皮乳头细胞中表达的ECM分子，发现真皮乳头细胞表达许多参与信号体液因子传递的分子。接下来，为了寻找真皮乳头中表达的ECM受体，我们使用scRNA-seq检查ECM受体的基因表达，并使用FACS在培养的真皮乳头细胞表面寻找ECM受体。结果表明，真皮乳头细胞在层粘连蛋白识别整合素的表达方面与其他成纤维细胞不同。基于这些结果，我们认为，尽管真皮乳头细胞具有成纤维细胞谱系，但它们通过与基底膜分子相互作用来发挥毛发再生能力。因此，我们研究了培养的真皮乳头细胞与ECM蛋白之间的粘附活性，发现真皮乳头细胞对构成周围环境的层粘连蛋白具有弱粘附活性。这些结果表明，具有弱粘附活性的层粘连蛋白可能沉积在真皮乳头周围。今后，我们将阐明粘附活性较弱的层粘连蛋白对真皮乳头细胞的影响，并基于此知识建立真皮乳头细胞的培养体系。

项目成果

Skin ECM atlas reveals molecularly and structurally optimized niches for the epithelial-mesenchymal interaction in mouse hair follicles

皮肤 ECM 图谱揭示了小鼠毛囊上皮-间质相互作用的分子和结构优化的生态位

• 发表时间: 2023
• 作者: Ken-yu Hironao;Hitoshi Ashida;Yoko Yamashita;Hiroki Machida
• 通讯作者: Hiroki Machida

皮膚ECMアトラスによる毛包の上皮―間充織相互作用に最適化された新規基底膜構造の発見

使用皮肤 ECM 图谱发现一种针对毛囊中上皮-间质相互作用进行优化的新型基底膜结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 待田 大輝;筒井 仰;中川 麻子;Ahn Kyugmin;森田 梨津子;関口 清俊;Jeffrey H Miner;藤原 裕展.
• 通讯作者: 藤原 裕展.

In vitro reconstruction of extracellular environment of epithelial-mesenchymal interactions in mammalian hair follicles

哺乳动物毛囊上皮-间质相互作用的细胞外环境的体外重建

• 发表时间: 2022
• 作者: Ken-yu Hironao;Hitoshi Ashida;Yoko Yamashita;Hiroki Machida;Hiroki Machida
• 通讯作者: Hiroki Machida