| Project/Area Number |
21K16494
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
笹井 雅夫 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (70598680)
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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 |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 心筋成熟化 / 回転浮遊培養 / 培養法開発 / 心筋 / 成熟化 |
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| Outline of Research at the Start |
回転浮遊培養（培養液の流れと重力を均衡させ、培養液の流れによってshear stress（力学的作用）を与えて培養する方法）とTraveling wave（円柱回りに播種した心筋細胞が、円柱周囲にリング状の組織体を自発的に形成し、そのリング状の組織体において連続的に電気的な刺激が伝達する現象）を組み合わせ、力学的及び電気生理学的により成熟型の心筋組織の培養方法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工多能性幹細胞（iPSC）から分化誘導された心筋細胞は未熟型であることから、当該心筋細胞を薬剤評価に活用したり、細胞治療に用いたりする際、適した細胞の性質を有しているかどうかは疑義を生じる状態である。現状では、心筋細胞をin vitroで成熟化させる確立した培養法はなく、本研究ではその培養法の開発を目指して、本年度は２つの培養法（Traveling wave（TW）の有無、回転浮遊培養の有無）を複合させて培養した細胞の評価、解析に取組んだ。
培養基材にはポリ乳酸コグリコール酸のナノファイバーを用いた。PLGAナノファイバー上に、iPSC由来心筋細胞（cTnT陽性細胞率として64.2％～91.2％）を播種し、7日後に回転浮遊培養系へ移行し、1週間の回転浮遊培養を行った。培養細胞からRNAを抽出し、網羅的解析を実施した。培養期間中は心筋細胞の拍動回数及び収縮速度を観測し、培養最終日のRNAを網羅的に解析すると、心筋細胞の成熟化の候補遺伝子（MYH7、KCNJ2、TNNI3、TNNC1、ATP2A2、LMNA）の変動は、培養期間を通じて静置培養を行った細胞を基準として、TW及び回転浮遊培養を行った細胞で、前述の因子順に1.99±1.09、1.02±0.42、1.81±1.01、1.73±0.28、1.95±0.50、1.12±0.11倍であり、TWのみの細胞で、1.12±0.50、1.59±0.31、2.22±0.92、1.79±0.77、1.31±0.64、1.57±0.18であったことから、TWを発生させた細胞において心筋成熟の可能性が示唆された。なお、静置培養後に回転浮遊培養を行った細胞では、0.77±0.19、1.53±0.10、0.88±0.30、0.95±0.12、1.11±0.19、1.00±0.14であったことから、心筋成熟への寄与は限定的であると考えられた。
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