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「ヒト毛乳頭細胞に適切な刺激を与え、遺伝子の発現変化を検討」メカノバイオロジー(in vitro)

ヒト毛乳頭細胞に適切な刺激を与え、遺伝子の発現変化を検討

毛髪の成長は間葉系の毛乳頭細胞が、周囲の毛包上皮細胞を毛母細胞へと分化させ、毛母細胞の増殖・分化・角化によっておこります。アンファー研究所ではメカノバイオロジーの理論から毛乳頭細胞に適切な刺激を与えることで遺伝子の発現に変化か起こるのではないかという仮説を立て、細胞維持培地上のヒト正常毛乳頭細胞に伸展刺激を与え、その影響を検討しました。

伸び縮みするチャンバーの上で刺激を与えて検証

ヒト正常毛乳頭細胞に伸展刺激を加えて、毛周期に影響を及ぼしうる遺伝子の発現に変化ついて検討しました。ヒト正常毛乳頭細胞のセルラインを使用し、細胞維持培地(10%ウシ胎仔血清含有ダルベッコイーグル培地)を用いて、第3継代まで培養を行いました。細胞維持培地に播種した1×105個の細胞をシリコーンチャンバーに播種し、コンピューター制御の細胞伸展装置を用いて、20%、10cycle/minの周期的刺激を72時間与え、細胞を採取しました。採取した細胞からRNAを分離し、cDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析およびRT-PCRを用いた遺伝子発現解析を行いました。

毛乳頭細胞に伸展刺激を加えたら遺伝子の発現に変化

72時間刺激では、すべてのサンプル(N=5)で共通に2倍以上発現が上昇していた遺伝子が2655遺伝子あり、すべてのサンプル(N=5)で共通に1.5倍以上発現が減少していた遺伝子が2823遺伝子ありました。

その中からヘアサイクルに関係する因子を見てみるとBMP4、Nogginをはじめとする発毛促進因子の発現が増強して、IL6などの脱毛因子の発現が減少が確認されました。

毛乳頭細胞に力学的刺激を与えると発毛を促進する可能性が

毛乳頭細胞に、適切な強さの力学的刺激を加えることによって、遺伝子発現を変化させ得ることがこの実験から示唆されました。よって、頭皮に適切な強度・頻度の力学的刺激を加えることで発毛を促進させることができる可能性が考えられます。今後我々は生体反応における実験系を構築し、毛母細胞への直接的な力学的刺激の負荷、また頭皮への力学的刺激の強度・頻度の研究へと繋げていきたいと思っています。

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