| Project/Area Number |
21K08072
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
貞廣 威太郎 筑波大学, 医学医療系, 講師 (60571130)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 心筋再生 / 血液細胞 / ダイレクトリプログラミング / 心筋細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、線維芽細胞を用いた心筋再生研究で培ったリプログラミング技術を応用し、安全に採取可能な血液細胞から心筋細胞を作り出すことを目的とする。採取に心臓カテーテル検査や心臓手術が必須となる心臓線維芽細胞に比べ、少量の採血検体から大量の細胞が培養可能な血液細胞は、圧倒的に容易かつ安全に採取が可能な細胞源である。さらに血液細胞は、心筋生検や手術が適応とならない健常人を含めた非心疾患患者からも広く採取が可能である。本研究により血液細胞から成熟した心筋細胞を誘導することが可能となれば、循環器内科学だけではなく、医学全体が大きく前進する非常にスケールの大きな成果が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、線維芽細胞を用いた心筋再生研究で培ったリプログラミング技術を応用し、安全に採取可能な血液細胞から心筋細胞を作り出すことを目的とする。
この目的達成のため、ヒト血液細胞への安定した遺伝子導入方法、ならびに導入後の細胞の培養条件の検討を行った。ベクターとして臨床応用も可能な、安全かつ、高効率な遺伝子導入が可能なセンダイウイルスベクターを使用し、蛍光蛋白（GFP）導入効率を指標とした予備実験を行った。遺伝子導入には血液細胞の活性化が必要であることを明らかにしただけでなく、細胞毒性による細胞死を惹起しない適切なタイターを設定した。FACSによる定量評価の結果からは、血液細胞への遺伝子導入効率は90％以上と従来のウイルスベクターを用いた導入効率と比較しても良好な結果であった。さらに遺伝子導入後の細胞を培養皿上に接着
させるためには、血液細胞から適切な分化だけでなく、培地への適切な化合物の添加などの条件が必要であることを発見した。適切な条件で培養を継続することで、リプログラミング遺伝子を導入した血液細胞は、遺伝子導入後2週間を経ることで、血液細胞の特徴である球状の形態から、心筋細胞様の紡錘形へと変化した。心筋構造蛋白の免疫染色の結果、リプログラミング遺伝子が導入された細胞では、心筋細胞に特徴的な構造タンパク質であるαアクチニンを発現していることが明らかとなり、血液細胞から心筋細胞へのリプログラミングが起きたことが示唆された。一方で誘導された細胞は少なかったことから、さらに遺伝子導入、リプログラミング効率を改善させる必要があると考えられた。そこで、上記を目的として、新規センダイウイルスベクターの開発を行い、開発に成功した。一方で、リプログラミングされた細胞の生存に必要な条件検討が必要なことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
効率的なリプログラミングを可能にする、新規センダイウイルスベクターの開発に成功し、導入後の細胞の生存に必要な条件検討が必要である、という知見を発見したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規センダイウイルスベクターを用いて、血液細胞からのリプログラミング実験を継続し、安定的な細胞培養に有効な条件検討を行う。
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