| Project/Area Number |
21K08270
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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 53040:Nephrology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊原 敬文 東北大学, 医工学研究科, 特任講師 (60594182)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / ミトコンドリア病 / iPS細胞 / 人工血管 / 人工心筋 / ミドコンドリア病 / 心筋細胞 / ミトフィリン / オルガノイド |
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| Outline of Research at the Start |
生体のエネルギーの産生を行うミトコンドリアの異常はミトコンドリア病のみならず、神経、心臓、筋、腎臓に重篤な臓器障害をきたす。申請者らは新規のミトコンドリア病治療薬MA-5を開発してミトコンドリア病患者細胞の生存率を改善し、短命なミトコンドリア病モデルマウスの寿命を延長することを示した。しかし、動物モデルや患者の未分化細胞モデルのみではミトコンドリア異常によるヒトの臓器障害の全ては再現しない問題があった。そこで本研究はミトコンドリア患者由来iPS細胞から誘導した心筋細胞、血管内皮/平滑筋細胞を用いた3D人工血管モデル、及び腎臓オルガノイドを用いて新たな腎臓病、心疾患の治療薬開発を目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Mitochondrial dysfunction causes various mitochondrial diseases and various organ injuries (nervous systems, heart, kidney etc.). Intracellular ATP depletion and increasing mitochondria-derived reactive oxygen species (mitROS) are considered as major pathophysiologic mechanisms of disease progression in mitochondrial abnormalities. But the definitive and specific therapeutics for mitochondrial diseases have not yet been established. We established devices to access cardiac muscle, vascular and kidney injury by mitochondrial disease, using iPS cells from mitochondrial patients. 1. 96 well cardiac muscular organoid heart dynamometer(Heart-Dyno). 2. Artificial vuscular model of bilayer collagenous tube with iPS induced endothel and vusclar smooth muscles. 3. Kidney organiod of iPS induced podocytes, tubular epithelial cells and endhothelial cells.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
最も頻度の高いミトコンドリア病であるMELASは血管障害、心筋症、FSGSや尿細管障害、糖尿病など多彩な臓器障害を呈するため、MELAS患者細胞由来iPS細胞から誘導した分化細胞を用いた疾患モデルはミトコンドリア機能異常による臓器障害の病態メカニズムの解明、疾患群治療薬のスクリーニング及び治療効果判定に有用である。MELAS患者の原因遺伝子変異の80%を占めるミトコンドリア遺伝子A3243G変異患者から変異を伴うiPS細胞から分化誘導した心筋細胞の心筋評価デバイスと血管内皮及び平滑筋細胞を用いた人工血管、腎臓オルガノイドを用いてミトコンドリア障害機序の解明と治療薬の開発評価を行う。
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