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Establishment of safe and efficient cardiac reprogramming methods by controlling intracellular metabolism and histone modification.

Research Project

Project/Area Number 16H04725
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Medical genome science
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

KAWAMURA Teruhisa  立命館大学, 生命科学部, 准教授 (90393199)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Keywords再生医学 / 幹細胞生物学 / リプログラミング / 細胞内代謝 / 心筋再生 / 幹細胞 / 代謝 / エピジェネティクス
Outline of Final Research Achievements

Although induced pluripotent stem (iPS) cell-based cardiac regeneration therapy has been expected, safety, costs, and duration of iPS cell derivation are considered as barriers against the clinical application. To overcome these problems, we modified the reprogramming process and created cardiac myocytes directly from fibroblasts rapidly and efficiently with few risks of tumorigenesis. Cardiac myocytes were induced from four factor-mediated reprogramming fibroblasts, while these cells are not susceptible to iPS cell formation. Global gene expression analysis and metabolome analysis revealed that these reprogramming cells seem to be early mesodermal cells including cardiac progenitors but not iPS progenitor cells. In addition, this cardiac reprogramming is promoted by activation of aerobic metabolism and chromatin-modifying enzymes. The results above may contribute to establishment of the novel strategy for safe and efficient cardiac regeneration therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

心筋細胞の脱落が激しい重篤な末期心不全を治療する方法の一つとして、多能性幹細胞から心筋細胞を分化誘導させ移植する再生療法の実現が期待されている。人工多能性幹細胞は、胚性幹細胞の弱点である倫理的問題や拒絶反応に伴う移植不全を解決できる一方で、移植後の腫瘍形成や株間の分化効率の相違、実用化のための高額な費用など解決すべき問題は多い。本研究では、研究代表者が独自に見出した手法に加え、代謝とクロマチン修飾に関連する制御因子を利用して、安全かつ効率的に心筋細胞を作製する方法を開発した。この研究成果は、安全かつ効率的な心筋再生のための新たなツールとしてその実用化が期待できる。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Applications of induced pluripotent stem cells in disease modelling and drug development for heart diseases.2020

    • Author(s)
      Nakao S, Ihara D, Hasegawa K, Kawamura T
    • Journal Title

      Eur Cardiol Rev

      Volume: 15

    • DOI

      10.15420/ecr.2019.03

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    • Author(s)
      Nakao S, Tsukamoto T, Ueyama T, Kawamura T.
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Issue: 6 Pages: 1937-1937

    • DOI

      10.3390/ijms21061937

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    • Author(s)
      Tsukamoto T, Sogo T, Ueyama T, Nakao S, Harada Y, Ihara D, Akagi Y, Kida YS, Hasegawa K, Nagamune T, Kawahara M, Kawamura T.
    • Journal Title

      Biotechnol J

      Volume: - Issue: 2 Pages: 1900052-1900052

    • DOI

      10.1002/biot.201900052

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      深山俊治、瀬谷大貴、井原 大、川村晃久、渡邉裕介、中川 修
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 68 Pages: 531-535

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    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 34 Pages: 2621-2624

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      Harada Y, Nakao S, Ihara D, Ueyama T, Hasegawa K, Kawamura T.
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      The 16th CardioVascular Clinical Trialists Forum 2019
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    • Author(s)
      Teruhisa Kawamura
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      Dai Ihara,Yusuke Watanabe,Daily Seya,Yukihiro Harada,Osamu Nakagawa,Teruhisa Kawamura
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      Yukihiro Harada,Yusuke Watanabe,Toru Tanaka,Dai Ihara,Osamu Nakagawa,Teruhisa Kawamura
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  • [Presentation] miR17-92 cluster promotes efficiency of direct reprogramming to induced cardiomyocytes2018

    • Author(s)
      Tomoe Ueyama, Dai Ihara, Yukihiro Harada, Yuka Akagi, Daiki Arima, Sae Nakagawa, Takahiro Sogo, Shu Nakao, Teruhisa Kawamura
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      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transcription-independent functions of local p53: a possible target to improve cardiac cell therapy2018

    • Author(s)
      Tenghattakorn Araya,Tomomi Akama,Motoharu Yamasaki,Yukihiro Harada,Dai Ihara,Tomoe Ueyama,Takahiro Sogo,Shu Nakao,Teruhisa Kawamura
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      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
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      赤間友美、山崎基春、植山萌恵、井原 大、原田恭弘、鳥居昇平、中川沙恵、赤木祐香、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
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  • [Presentation] 心臓発生におけるHey2の発現制御メカニズム解明2018

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      井原 大、渡邉裕介、瀬谷大貴、磯本祥恵、川村晃久、中川 修
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      原田恭弘、田中亨、渡邉裕介、荒井勇二、磯本祥恵、中野厚史、川村晃久、中川 修
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      赤木祐香、原田 恭弘、植山萌恵、井原 大、中川沙恵、長谷川浩二、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
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      植山萌恵、原田恭弘、塚本 輔、井原 大、高木智史、赤木祐香、有馬大貴、鳥居昇平、中川沙恵、山崎基春、三原千明、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
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      深山俊治、渡邉裕介、瀬谷大貴、井原大、荒井勇二、磯本祥恵、川村晃久、中川 修
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      高木智史、植山萌恵、井原 大、塚本 輔、中山宗哉、原田 恭弘、小原 惇、川村晃久
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      第39回日本分子生物学会年会
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      パシフィコ横浜、神奈川県・横浜市
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      2016-12-02
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      原田恭弘、植山萌恵、塚本 輔、小原 惇、井原 大、中山宗哉、高木智史、十河孝浩、川村晃久
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      第39回日本分子生物学会年会
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      パシフィコ横浜、神奈川県・横浜市
    • Year and Date
      2016-11-30
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      中山宗哉、高木智史、原田 恭弘、植山萌恵、塚本 輔、井原 大、大矢知佳、十河孝浩、川村晃久
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    • Place of Presentation
      仙台国際センター、宮城県・仙台市
    • Year and Date
      2016-09-26
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      川村晃久
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    • Place of Presentation
      臨床研究情報センター、兵庫県・神戸市
    • Year and Date
      2016-07-30
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    • Invited
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    • Author(s)
      原田 恭弘、中山宗哉、高木智史、植山萌恵、塚本 輔、井原 大、成川智貴、十河孝浩、長谷川浩二、川村晃久
    • Organizer
      第2回 J-ISCP学術集会
    • Place of Presentation
      阿波観光ホテル、徳島県・徳島市
    • Year and Date
      2016-06-25
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  • [Remarks] 研究室ホームページ ~川村研究室へようこそ~

    • URL

      http://kawamura-lab.jp/index.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工多能性幹細胞、心筋細胞又はその前駆細胞の製造方法2016

    • Inventor(s)
      川村晃久
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人京都大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016
    • Acquisition Date
      2017
    • Related Report
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URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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