인간의 표피 세포를 이용하여 만들어지는 인구 표피(표피 모델)는, 표피의 메카니즘 해명이라고 하는 기초 연구나, 피부외용제, 화장품 등의 개발에 중요하지만, 종래 인간 표피를 충분히 모방할 수 없고, 세포분열을 거듭한 표피세포를 이용하면 얇은 표피밖에 구축되지 않는 것, 배리어 기능이 불완전한 것이 과제였다.

　본 연구그룹은 과학기술진흥기구의 전략적 창조연구추진사업 CREST에서 표피항상성 유지 메커니즘을 반영한 수리모델을 확립했다.이 수리 모델을 이용하여 다양한 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 바, 표피의 구조나 두께는 기저막의 구조에 크게 영향을 받고, 기저막이 파와 같은 구조를 하고 있을 때 표피가 두꺼워지는 것이 알았다.현재의 표피 모델의 저부는 대부분이 직선적인 것이기 때문에, 본 그룹은, 표피 모델의 바닥부에 요철을 붙이면, 두껍고, 배리어 기능이 높은 표피 모델을 구축할 수 있는 것이 아닐까 생각했다.

　그래서, 배양기의 바닥부에 다양한 패턴의 폴리에스테르 천을 깔아 표피 세포를 배양한 바, 컴퓨터 시뮬레이션이 예언한 패턴의 경우, 세포 분열을 거듭한 표피 세포에서도, 인간 표피와 동등한 두께와 배리어 기능 고기능 3 차원 표피를 구축할 수 있었다.

　이 3차원 표피 모델은 다양한 피부질환 연구에 도움이 되는 것 외에 피부외용제나 화장품의 효과의 평가, 혹은 재생의료에도 전개할 가능성이 있다.또한 본 성과는 수리 모델링이 의학·생명 과학의 영역에서 유효한 방법론임을 시사하고 있다고 할 수 있다.

논문 정보:【Scientific Reports】Mathematical-model-guided development of full-thickness epidermal equivalent