応用生物学部

School of Bioscience and Biotechnology 八王子

皮膚進化細胞生物学(松井 毅)研究室

研究内容

皮膚進化細胞生物学(松井 毅)研究室
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 皮膚は人体の中での最大の臓器です。皮膚は外側から表皮・真皮・皮下組織からなり、表皮は「重層扁平上皮組織」と呼ばれる多層構造を持った上皮組織です。その最上層にある表皮は、主に基底層、有棘層、顆粒層、角層(角質層)からできています。

 表皮の最も外側には、角層と呼ばれる死んだ細胞層(約数層〜数十層)が存在しています。この構造は、両生類(成体)・爬虫類・鳥類・哺乳類のような陸上脊椎動物のみが持っています。角質層がバリアの役割を果たすことにより、陸上生活を営むことができています。

 生物進化の歴史を遡ると、デボン紀後期(約3億6千万年前)に両生類が、 肺や四肢の進化と共に、皮膚表皮角質層を体表面に獲得することで、脊椎動物の陸上進出が成し遂げられました。その後に出現した爬虫類には、より陸上での生育に適した強固でバリア能が発達した角質層が獲得されました。また、羽を獲得した鳥類は、柔らかく保湿能がない角質層へと変化しました。2億3千万年前には、爬虫類型哺乳類から私たちの祖先である哺乳類が出現しましたが、毛や乳腺の獲得と共に、柔らかく保湿された角質層が獲得されました。

 このように、地球環境や生育環境の変化と共に出現した様々な陸上脊椎動物は、体表面の角質層を進化させ、新しい環境に適応してきたと考えられます。角質層は、顆粒層細胞と呼ばれる生きた細胞が、特殊な細胞死を行い形成されます。進化の過程で、顆粒層細胞に、どのような細胞生物学的な変化が起きて、新たな角質層を形成する進化が起きてきたのかを調べることで、細胞の適応進化メカニズムを明らかにできるかもしれません。

 私たちは、このテーマに取り組むために、マウス皮膚表皮から顆粒層細胞を分離し、細胞生物学的な解析ができる系を構築しました。また生体内の角化現象を生きたまま観察する系も構築しています。

 一方で、新しい種の発生時には、核の中のゲノムDNAの変化が重要な要素となりますが、陸上脊椎動物ゲノムの半分以上を占めている転移因子(レトロトランスポゾン)が、角層の変化に与えた影響についても研究しています。

 このように進化細胞生物学的な観点から、細胞の適応進化メカニズムを明らかにすることを試みていきます。
研究テーマ

・皮膚表皮角質層バリアの形成機構
・皮膚表皮のライブイメージング
・皮膚表皮顆粒層細胞の比較進化細胞生物学

研究室ページ

https://takeshi-matsui-lab.bs.teu.ac.jp/

研究キーワード
皮膚 , 表皮 , 適応進化 , 角質層(角層) , 顆粒層 , バリア , レトロトランスポゾン , 内在性レトロウイルス , サスペース(SASPase)
担当教員
教授 
松井 毅/マツイ タケシ/MATSUI Takeshi
専門分野:皮膚科学、細胞生物学、生化学、進化生物学