完全には多能幹細胞から生成された毛を持つ人間の皮膚

科学分野:

• 生物医学工学
• 発達生物学
• 幹細胞 研究

背景:

• 毛囊や腺のような皮膚の付属体は 体の機能に不可欠です
• 機能的な皮膚を再構築することは 重要な生物医学的な課題です
• 既存の生物工学による皮膚移植は 自然の皮膚の複雑さには 欠けています

研究 の 目的:

• ヒトの多能幹細胞から 付属体の複雑な皮膚を生成できる オーガノイド培養システムを開発する.
• 研究や治療のためにヒトの皮膚の発達を模倣する.
• 機能的な生体工学による 皮膚移植のニーズを満たすため

主な方法:

• 変形成長因子β (TGFβ) と線維細胞成長因子 (FGF) のシグナル伝達経路を段階的に調節した.
• 球状の細胞集積内の共誘導された頭蓋骨の上皮細胞と神経の頂上細胞.
• オーガノイドを4〜5ヶ月間インキュベートし,単細胞RNA配列解析を行い,マウスに移植する.

主要な成果:

• 層状の表皮,皮膚,毛皮,脂質腺を 形成した.
• 神経回路を模倣した 感覚神経細胞とシュヴァン細胞の形成を観察した
• 移植されたオルガノイドは平らで毛のある皮膚を 生体内で形成し 胎児の皮膚に相当します

結論:

• ほぼ完全な,付属体を持つ人間の皮膚を生成するための自己組み立てシステムを開発しました.
• 皮膚オルガノイドは,人間の胎児の皮膚と機能的および発達的に同等です.
• このオルガノイド系は 皮膚の発達に関する研究や 疾患モデリングや 再建手術の進歩に 期待されています