チームディレクター
藤原裕展 Ph.D.

細胞外環境研究チーム

E-mailhironobu.fujiwara[at]riken.jp

[at]を@に変えてください

幹細胞とニッチが皮膚の発生と再生を制御する仕組みを理解する

私たちの研究室では、組織幹細胞とその微小環境がどのように相互作用し、器官の発生、恒常性、再生などを制御しているのかを、哺乳類の皮膚をモデルにして研究しています。

組織幹細胞は長期の自己複製能と多分化能を持つ特殊な細胞で、組織の発生、恒常性、再生等に中心的な役割を果たします。幹細胞の挙動や運命は、細胞外マトリックス、増殖因子、周囲細胞などから構成される「ニッチ」と呼ばれる幹細胞独自の微小環境からのシグナルによって制御されています。しかし、「幹細胞とニッチが発生過程でどのように生み出されるのか」、「それらがどのようなコミュニケーションを確立するのか」、そして「組織の再生や修復の際にこれらのコミュニケーションネットワークがどのように変化するのか」などはまだ十分に理解されていません。

私たちは最近、毛包上皮幹細胞の発生起源、系譜、そして誘導様式を明らかにしました。幹細胞は未分化な器官原基に形成される2次元同心円リング型プレパターンの最外リング領域（微小環境）から発生し、組織の3次元変形や拡大と密接に関連しながら将来の幹細胞ニッチに誘導されることが分かりました。また、幹細胞は単にニッチからのシグナルに受動的に応答するだけでなく、むしろニッチを積極的に作ったり、ニッチと幹細胞との相互作用をコントロールする中心的な役割を果たしていることも分かってきました。我々のグループでは、幹細胞とニッチの間のダイナミックな相互作用をよりよく理解するために、新しいイメージングツールを導入・開発し、それらをシングルセル・トランスクリプトミクスなどと組み合わせて研究を進めています。幹細胞の機能不全は先天性疾患や癌などのさまざまな病気の原因となるため、幹細胞とニッチのコミュニケーションの理解は今後の医療の発展に大きく貢献すると期待されます。

研究テーマ

皮膚幹細胞の誘導と維持を制御する細胞外微小環境の理解
細胞外マトリックスの多様性による皮膚の発生・再生制御機構の理解

毛包幹細胞の発生起源（赤）と新たな毛包発生モデル「テレスコープモデル」

細胞外マトリックスのmRNA発現とタンパク質局在とを網羅した毛包の「細胞外マトリックスアトラス」

主要論文

Wuergezhen D, Gindroz E, Morita R, et al.
An eGFP-Col4a2 mouse model reveals basement membrane dynamics underlying hair follicle morphogenesis.
Journal of Cell Biology 224(2), e202404003 (2025) doi: 10.1083/jcb.202404003

Fujiwara H.
Dynamic duo: Cell-extracellular matrix interactions in hair follicle development and regeneration.
Developmental Biology 516, 20-34 (2024) doi: 10.1016/j.ydbio.2024.07.012

Morita R, Fujiwara H.
Tracing the developmental origin of tissue stem cells.
Development, Growth & Differentiation 64(9), 566-576 (2022) doi: 10.1111/dgd.12816

Morita R, Sanzen N, Sasaki H, et al.
Tracing the origin of hair follicle stem cells.
Nature 594, 547-552 (2021) doi: 10.1038/s41586-021-03638-5

Tsutsui K, Machida H, Nakagawa A, et al.
Mapping the molecular and structural specialization of the skin basement membrane for inter-tissue interactions.
Nature communications 12(1), 2577 (2021) doi: 10.1038/s41467-021-22881-y

Fujiwara H, Tsutsui K, Morita R, et al.
Multi-tasking epidermal stem cells: Beyond epidermal maintenance.
Development, Growth & Differentiation 60(9), 531-541 (2018) doi: 10.1111/dgd.12577

Cheng CC, Tsutsui K, Taguchi T, et al.
Hair follicle epidermal stem cells define a niche for tactile sensation.
eLife 7, e38883 (2018) doi: 10.7554/eLife.38883

Donati G, Proserpio V, Lichtenberger B M, et al.
Epidermal Wnt/beta-catenin signaling regulates adipocyte differentiation via secretion of adipogenic factors.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111, E1501-9 (2014) doi: 10.1073/pnas.1312880111

Fujiwara H, Ferreira M, Donati G, et al.
The basement membrane of hair follicle stem cells is a muscle cell niche.
Cell 144, 577-89 (2011) doi: 10.1016/j.cell.2011.01.014

Watt F M, Fujiwara H.
Cell-extracellular matrix interactions in normal and diseased skin.
Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3(4), a005124 (2011) doi: 10.1101/cshperspect.a005124