| Project/Area Number |
21K19528
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute (2022-2023)
Osaka University (2021) |
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Principal Investigator |
Tominaga Yuji 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 医師 (80838558)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 拓史 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60839398)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | iPS cell / iPS cardiomyocyte / Exosome / Extracellular vesicle / M2 macrophage / arteriogenesis / reduced fibrosis / 細胞外小胞 / exosome / single cell遺伝子発現解析 / iPS心筋細胞 / cell-free / 再生治療 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、幹細胞等から分泌される細胞外小胞(exosome)の治療効果を示唆する報告があり、汎用性の高いcell-freeの心筋再生治療開発の足がかりとして期待されている。当研究室ではiPS細胞由来心筋細胞(iPS心筋細胞)exosomeの血管新生や心機能改善効果を認めている。しかし、exosomeの効果発現メカニズムには未解明な点が多い。更なる有効性と安全性、汎用性を持つcell-freeの新規心筋再生治療法の開発のため、本研究では、iPS心筋exosomeを取り込む細胞群を同定し、single cell遺伝子発現解析の手法を用いて、詳細な発現解析を行い、心機能改善メカニズムを明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study investigates extracellular vesicles (exosomes) secreted from stem cells, which are expected to be a foothold for the development of versatile cell-free myocardial regeneration therapy that does not require preparation and conditioning of transplanted cells. We are extracting extracellular vesicles from the culture medium obtained from our iPS cardiomyocyte large-scale culture system and examining their therapeutic effects. In 2021, we made significant strides by administering extracellular vesicles to rat models of myocardial infarction and analyzed their single-cell gene expression. We have conducted a detailed analysis of the mechanism of action of extracellular vesicles using the analysis results, and identify the mechanism based on in vitro, in vivo, and in silico data.
The results of this study were published in 2023 by the Journal of Heart and Lung Transplantation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、近年、移植細胞の準備・調整を要さない汎用性の高いcell-freeの心筋再生治療開発の足がかりとして期待されている、幹細胞などから分泌される細胞外小胞(exosome、extracellular vesicles)に関する研究である。我々が保有するiPS心筋細胞大量培養装置から得られた培地より、細胞外小胞を抽出し、その治療効果を検討を行なった。心筋梗塞モデルラットにおいて心機能改善、血管新生、線維化抑制を認めた。網羅的遺伝子発現解析の手法を用いて、そのメカニズムを解明した。今後の細胞外小胞の臨床応用へとつながる研究である。
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