皮膚幹細胞の不思議を解き明かし、老化制御や再生医療の新たなステージへ進む

組織幹細胞は、生涯にわたって自分自身を維持しながら、分化細胞を作り出す能力を持つ特別な細胞です。このような細胞が、私たちの体の中の色々な場所に存在するので、古い細胞が失われても、日々新しい細胞を作り出すことができます。一方、幹細胞は高い増殖能を持ち、かつ組織の中で最も大元となる細胞なので、これに異常が現れると、組織は正常に機能することができなくなり、がんや老化、各種疾患を引き起こす原因ともなります。私たちは、そんな不思議な組織幹細胞の実態を探るべく、マウスやヒトの皮膚をモデルに研究を行っています。

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古典的なモデルにおいて、組織幹細胞は、分裂頻度を低く抑えることで、DNA損傷・テロメア短縮等の影響を最小限にし、老化を防ぐと考えられてきました。しかし私たちは近年、マウス表皮においては、分裂頻度の低い細胞だけでなく、活発に分裂する細胞も、長期的な幹細胞として働くことを発見しました（Sada et al., Nat Cell Biol 2016）。このような分裂頻度の異なる２種類の幹細胞は、表皮の異なる領域に、とても美しい規則的なパターンを作って局在していました。これらの表皮幹細胞は恒常状態では独立して働きますが、損傷に応じて、互いの機能を一過的に補完する可塑性を持つことも分かりました。

現在は、以下の問いに答えるべく、研究を進めています。

1. マウス表皮幹細胞のモデルは、ヒト表皮や他の上皮組織にも当てはまるか？

2. ２種類の表皮幹細胞は、どのように制御されているのか？

3. より早く分裂する幹細胞は、より早く老化するか？

4. ２種類の表皮幹細胞が存在する生物学的意義は？

5. 発生過程で、いつ、どのように２種類の表皮幹細胞が形成されるのか？

6. In vitro皮膚モデルの中で、不均一な表皮幹細胞やニッチ環境を構築することはできるか？

7. 表皮幹細胞や皮膚老化に特異的なバイオマーカーは？

表皮幹細胞の特性や制御機構の解明は、再生医療への応用や、皮膚疾患、老化の制御へとつながることが期待されます。マウスで見つかった表皮幹細胞マーカーは、ヒト皮膚においても類似の発現パターンを示すことも分かりつつあり、マウスからヒトへと橋渡しする重要な基礎研究と考えています。