iPS細胞による心機能評価デバイスを用いた心毒性検出による創薬安全性に関する研究
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21K08861
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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 55030:Cardiovascular surgery-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2022-2023)
Kyoto University (2021) |
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Principal Investigator |
村田 梢 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80884329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 陽 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40532271)
升本 英利 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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 | iPS細胞 / 心臓 / 心毒性 / Organ-on-a-chip / 創薬研究 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、iPS細胞由来人工心臓組織の脈動を拍動機能に変換するための高感度システムとして最近我々が開発したハートオンチップ型バイオマイクロデバイス（HMD）の安定性を高め、より精度と感度の高い新規医薬品の心毒性評価方法を確立することを目的とする。本研究成果により、上市前にヒト心臓に対する心毒性を示す医薬品を検出することで、新規医薬品の開発費用抑制・上市後撤退リスクおよび副作用発生リスク軽減などが期待される。iPS細胞由来人工心臓組織の成熟化による臨床への外挿性向上、デバイス改良による測定安定性の向上、HMDによる心毒性検出の実証によりヒト心臓に対するHMDによる心毒性の評価方法を確立させる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトiPS細胞から分化誘導した心筋細胞などの心血管系細胞は、ヒトにおける心臓薬理あるいは毒性評価において活用が期待され、その生理的な機能を評価しうる高感度バイオアッセイ系の構築が望まれる。我々は、ヒトiPS細胞から心血管系細胞を分化誘導し動的培養トレーニングを加えることにより、血管網様構造を有する血管化マイクロ心臓組織（VCM）を作製した。このVCMと、マイクロ流路を有するマイクロ流体チップとの融合により、心臓機能評価に特化したハートオンチップ型マイクロデバイス（HMD）を開発した。さらに幹細胞&デバイス研究所(SCAD)との共同研究による配向性ファイバーデバイスの適用で、スループット性・試験安定性の向上した、より長期の心毒性を評価しうるSCAD-HMDを開発した。SCAD-HMDはマイクロ流路内の粒子の変位量からVCMの拍出液量・力などの生理学的パラメータを定量化することができる。本研究によって、SCAD-HMDが代表的な循環作動薬に対する薬理反応を示すだけでなく、心毒性が既知である抗がん剤のドキソルビシンを投与した場合にみられる濃度依存的な拍動力の低下を高感度に検出できることが明らかとなった。将来的にはSCAD-HMDを個々の患者由来iPS細胞から作製し、特定の薬剤への反応を評価することで、抗がん剤などの投与に伴う心臓関連合併症を事前に回避するといった「個別化心毒性評価系」の確立が期待される。引き続き、産学連携による研究開発を進めている。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
