幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

ヒト胚性幹細胞由来ケラチノサイトからの生物学的に活性な毛包間表皮の形態形成

ラスムッセン CA、シュロッサー SJ、アレン ホフマン BL

広範囲の火傷や慢性創傷を患う患者にとって、同種細胞ベースの治療法は、ひどく損傷した皮膚組織の生存能力と機能を回復させる手段となります。多能性幹細胞は、火傷や創傷管理に必要な再生医療用途の同種ソースとして提案されてきました。最終的に、多能性幹細胞の臨床的有用性は、目的の細胞系統への分化を誘導し、適切な組織形成を促進し、組織特異的な生物学的活性を確認する能力に依存します。私たちは、臨床応用のための皮膚代替物を設計するために日常的に使用される方法を使用して、ヒト胚性幹細胞由来ケラチノサイト（hES-DK）が形態形成を起こし、生物学的に活性な毛包間表皮を形成する能力を調べました。誘導された分化全体を通じて、表皮遺伝子発現の整然としたシーケンスは、胎児の皮膚発達の進行を模倣しました。 hES-DK 細胞は、三次元器官培養に導入されると、毛包間表皮に類似した構造を持つ多層組織を形成しました。hES-DK 組織では、細胞間接着タンパク質、初期および後期ケラチノサイト終末分化のマーカー、および宿主防御ペプチドの発現と局在が、表皮ケラチノサイトから生成された角質化重層扁平上皮で観察されるパターンに匹敵しました。組織形態は類似しているものの、機能分析により、hES-DK 組織は強力な皮膚バリア機能を示さないことが明らかになりました。ただし、hES-DK 組織は抗菌活性を持つことが示され、多能性幹細胞由来の供給源から生成された角質化重層扁平上皮における生物学的活性の初めての実証となりました。生物学的に活性なヒトES細胞由来重層扁平上皮細胞の生成に成功したことは、臨床使用を目的としたヒトES細胞由来のバイオエンジニアリングによるヒト臓器の開発において大きな進歩を意味します。