成功構建具備細胞多樣性的次世代附屬血管人工皮膚模型 ―發明專注於細胞多樣性產生肌膚彈性的新抗衰老理論―

樂敦製藥株式會社（總部：大阪市，社長：瀨木英俊）與東京女子醫科大學先端生命醫科學研究所清水達也教授進行共同研究，成功構建了能自主重現人體皮膚複雜「細胞多樣性」的次世代附屬血管人工皮膚。
在這個模型中，研究團隊成功培養了以往傳統培養方法難以維持的、人體皮膚特有的成纖維細胞和血管周細胞樣細胞群，並成功獲得了接近人體的皮膚屏障功能和彈性。此外，還部分闡明了維生素C透過血管周圍細胞改善皮膚老化跡象的機制。此次成果作為替代動物實驗的符合倫理且高精度的評估系統，有望加速次世代護膚產品和藥品的開發。
本研究成果已發表在線上科學雜誌《EMBO Reports》（4月1日號）。

圖1。透過賦予血管，開發出高度重現人類真皮間充質細胞多樣性及其功能的人工皮膚

1. 研究成果重點
- 透過與血管內皮細胞共培養，開發出重現與人體相似真皮細胞多樣性的人工皮膚
- 發現細胞多樣性的產生能提升皮膚的屏障功能和肌膚彈性
- 發現具備細胞多樣性的皮膚能增強維生素C改善皮膚屏障功能和肌膚彈性的效果

2. 研究背景
構成皮膚的細胞，如表皮角質形成細胞、真皮成纖維細胞等，大致上是根據其形狀和功能進行分類的。近年來，隨著單細胞基因表現分析等技術的發展，結果顯示被分類為同一種的每一個細胞中都存在著可以稱為個性的功能和性質差異。有趣的是，研究表明隨著老化，真皮間充質細胞的個性會喪失，這開始被認為是肌膚老化和疾病的重要因素。然而，由於傳統的細胞培養技術無法重現和分析這種細胞的多樣性，因此難以證明與老化的關聯性或構建護理理論。此外，因應全球減少動物實驗的趨勢，需要能夠模仿生物體複雜性的高度替代試驗方法。
因此，在本研究中，我們認為血管在維持細胞多樣性方面發揮著重要作用，並著手構建附屬血管的人工皮膚，從而建立一個重現人類細胞多樣性的人工皮膚模型。此外，透過比較人工皮膚中血管的有無，我們調查了由血管支撐的細胞多樣性對皮膚的影響。

3. 結果
- 透過導入血管內皮細胞，構建重現真皮間充質細胞多樣性的人工皮膚
一般的人工皮膚是由表皮角質形成細胞和真皮成纖維細胞兩種細胞組成的表皮和真皮兩層模型。首先，研究團隊使用了表皮角質形成細胞、真皮成纖維細胞和臍帶來源的血管內皮細胞三種細胞，構建了具有血管結構的人工皮膚模型（圖1）。接著，針對構建的人工皮膚中所含的細胞進行單細胞RNA測序分析，以評估真皮中所含細胞的性質和多樣性。人體活體皮膚的真皮中含有多樣的成纖維細胞和血管周細胞，但為了研究將這些細胞進行平面培養後，多樣性就喪失了。另一方面，證實了所構建的人工皮膚中的成纖維細胞和血管周細胞的多樣性分佈模式與人體活體皮膚非常相似（圖2）。這結果表明，要重現過去被認為困難的成纖維細胞和血管周細胞的細胞異質性，三維環境以及血管與皮膚細胞間的相互作用發揮了重要作用。

圖2。透過單細胞RNA測序比較人類皮膚和人工皮膚的真皮間充質細胞多樣性

- 透過導入血管內皮細胞，改善皮膚屏障功能和真皮彈性
接著，比較了因血管有無所造成的人工皮膚功能性差異。結果顯示，對於在肌膚保濕屏障功能、透明感等方面發揮重要作用的更新功能，以及與皺紋鬆弛相關的肌膚彈性，都因為賦予了血管而獲得改善（圖3）。

圖3。因導入血管造成的人工皮膚模型功能性變化

- 附屬血管人工皮膚能增強維生素C改善更新、改善肌膚彈性的作用
此外，比較了因血管有無所造成的人工皮膚對維生素C的反應性。結果證實，賦予血管能增強維生素C在肌膚保濕屏障功能、對透明感等很重要的更新功能，以及與皺紋鬆弛相關的肌膚彈性方面的有效性（圖4）。

圖4。[來源文章未完整]

4. 未來展望
本研究...