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「歳をとると毛が薄くなる仕組みを解明」【西村栄美 教授】

― 毛をつくる幹細胞が表皮となって落屑するため毛包がミニチュア化する ―


西村 栄美(ニシムラ エミ)教授 難治疾患研究所 幹細胞医学分野 (中央)
松村 寛行(マツムラ ヒロユキ)助教 同上 (右)
毛利 泰彰(モウリ ヤスアキ)特任助教 同上(左)

加齢による薄毛・脱毛の仕組みを明らかにしました。
歳をとることで毛包幹細胞においてDNAのダメージが蓄積してくると、幹細胞維持に必要な蛋白質の分解がひきおこされ、毛包幹細胞が表皮角化細胞へと分化しながら皮膚表面へと移動して落屑していくため、毛包が小さくなり消失することをはじめて示しました。
幹細胞を中心とした組織・老化プログラムが存在することを示しました。
加齢に伴う脱毛症のほか、加齢関連疾患の病態解明と新規治療法開発への応用が期待できます。

 東京医科歯科大学・難治疾患研究所・幹細胞医学分野の松村寛行助教、毛利泰彰特任助教、西村栄美教授らの研究グループは、加齢に伴う薄毛や脱毛の原因が、幹細胞が老化して維持できなくなりフケ・垢とともに皮膚表面から脱落していくことによるもので、その結果、毛を生やす小器官が段階的にミニチュア化(矮小化)するため薄毛・脱毛がひきおこされることをつきとめました。この研究は文部科学省科学研究費補助金の支援のもとでおこなわれたもので、その研究成果は、国際科学誌Science(サイエンス)に、2016年2月5日号に発表されました。

研究の背景

 我々の体の中の臓器は加齢によって次第に小さくなり機能も低下します。皮膚も加齢に伴って次第に薄くなり、毛も細くなって減ってきます。老化の仕組みについては古くから諸説提唱され、線虫や培養細胞、老化モデルマウスなどを用いた老化研究が盛んに行なわれてきました。しかし、実際に生体内でどのような変化がおこっているのか、細胞運命や細胞動態の詳細は不明で、組織や臓器レベルでの老化にプログラムが存在するのかどうかについては明らかではなく、老化の仕組みについての解明は困難と考えられてきました。そこで、本研究チームは毛を生やす小器官である毛包が、幹細胞を頂点とした幹細胞システムを構築していることと、マウスにおいても加齢によって薄毛が見られることに注目し(図1)、マウスの毛包幹細胞の運命を生体内で長期に渡って追跡し、ヒトの頭皮の加齢変化と合わせて解析しました。

【図1】加齢した野生型マウスに見られる背部を中心としたび漫性脱毛

【図1】加齢した野生型マウスに見られる背部を中心としたび漫性脱毛

【図2】加齢による毛包幹細胞の老化と毛包のミニチュア化

【図2】加齢による毛包幹細胞の老化と毛包のミニチュア化

【図3】 健常人の加齢に伴う頭皮毛包のミニチュア化(矮小化) 写真(上)矢印:40歳女性頭皮の標準的な毛包と拡大図 写真(下)矢頭:59歳女性頭皮の矮小化した毛包と拡大図

【図3】 健常人の加齢に伴う頭皮毛包のミニチュア化(矮小化)
写真(上)矢印:40歳女性頭皮の標準的な毛包と拡大図
写真(下)矢頭:59歳女性頭皮の矮小化した毛包と拡大図

研究成果の概要

 本研究チームは加齢による薄毛脱毛のしくみを明らかにするために、毛の再生に重要な細胞を供給している毛包幹細胞の運命追跡を行いました。その結果、毛包幹細胞は毛周期ごとに分裂しますが、加齢に伴って自己複製しなくなり、毛をつくる細胞を生み出す代わりに、表皮の角化細胞へと運命をかえたのち、皮膚表面から落屑する(フケ・垢として脱落していく)ことがわかりました。これによって毛包幹細胞プールとそのニッチが段階的に縮小し、毛包自体が矮小化(ミニチュア化)するため、生えてくる毛が細くなって失われていくことが明らかになりました(図2)。毛包のミニチュア化は、男性型脱毛症に特徴的な変化であると考えられてきましたが、生理的な加齢変化として進行することが分かりました。毛周期ごとに毛包幹細胞が分裂して自己複製すると同時に毛になる細胞を供給しますが、その際に生じたDNAの傷を修復するための反応が加齢に伴って遷延する細胞が現れます。このような毛包幹細胞においては、毛包幹細胞の維持において重要な分子であるXVII型コラーゲンが分解され、これによって毛包幹細胞が幹細胞性を失って表皮角化細胞へと分化するよう運命づけられることをマウスで見出し、ヒトの頭皮の毛包においても同様の現象を確認しました(図3)。さらに、マウスの毛包幹細胞においてXVII型コラーゲンの枯渇を抑制すると、一連のダイナミックな加齢変化を抑制できることが分かりました。以上のことから、組織・臓器に“幹細胞を中心とした老化プログラム”が存在することをはじめて明らかにし、またその制御によって様々な加齢関連疾患の予防や治療へと役立つことが示唆されました。

研究成果の意義

 高齢化社会を迎え、老化の仕組みと解明と加齢関連性の難治性疾患への対策は急務となっています。今回、加齢による薄毛脱毛の原因として、幹細胞を中心とした毛包の老化プログラムの存在が明らかとなり、その分子基盤が解明されました。また、加齢によるXVII型コラーゲンの枯渇を抑制することにより脱毛に効果があることを示しました。本研究成果は、老化の仕組みについて新しい視点を与えると同時に、脱毛症の治療法の開発やその他の加齢関連疾患の治療へと繋がることが期待できるものと考えられます。

問い合わせ先

研究に関すること

東京医科歯科大学 難治疾患研究所
幹細胞医学分野 西村 栄美(ニシムラ エミ)
TEL:03-5803-5836 FAX:03-5803-0243
E-mail:nishscm(ここに@を入れてください)tmd.ac.jp

報道に関すること

東京医科歯科大学 広報部広報課
〒113-8510 東京都文京区湯島1-5-45
TEL:03-5803-5833 FAX:03-5803-0272
E-mail:kouhou.adm(ここに@を入れてください)tmd.ac.jp