ニッチにおけるメラノサイト幹細胞の分子特性

幹細胞（SC）の研究からの新たな証拠は、SCの運命がSCニッチとして知られる特殊な環境によって決定されるという考えを強化しました。ただし、個々の幹細胞とその周囲の成分をその場で識別するのが難しいため、ニッチによるSC調節の根底にある正確なメカニズムはとらえどころのないままです。この困難を克服するために、メラノサイト幹細胞（MSC）を採用しました。これにより、ニッチ内の個々のSCの同定が可能です。ここでは、MSCをHFの他のメラノサイト（MC）サブセットと区別できる分子メーカーを提示します。また、個々のSCでの遺伝子発現プロファイリングを可能にするシンプルで堅牢な方法についても説明します。MCSが緑色蛍光タンパク質（GFP）によってマークされているトランスジェニックマウスから個々のMSCを分離した後、シングルセル転写分析を実施して、ニッチの個々のMSCの分子シグネチャを取得しました。データは、ニッチにあるMSCのMCの増殖または分化のためのさまざまな重要な分子のダウンレギュレーションを誘導するメカニズムの存在を示唆しています。これらのデータを統合することにより、ニッチはさまざまな活性化刺激からSCを隔離し、静止状態に維持する環境であることを提案します。

Emerging evidence from stem cell (SC) research has strengthened the idea that SC fate is determined by a specialized environment, known as the SC niche. However, because of the difficulty of identifying individual stem cells and their surrounding components in situ, the exact mechanisms underlying SC regulation by the niche remain elusive. To overcome this difficulty, we employed melanocyte stem cells (MSCs), which allow the identification of individual SCs in the niche, the lower permanent portion of the hair follicle (HF). Here, we present molecular makers that can distinguish MSCs from other melanocyte (MC) subsets in the HF. We also describe a simple and robust method that allows gene expression profiling in individual SCs. After isolating individual MSCs from transgenic mice in which the MCs are marked by green fluorescence protein (GFP), we performed single-cell transcript analysis to obtain the molecular signature of individual MSCs in the niche. The data suggest the existence of a mechanism that induces the downregulation of various key molecules for MC proliferation or differentiation in MSCs located in the niche. By integrating these data, we propose that the niche is an environment that insulates SCs from various activating stimuli and maintains them in a quiescent state.