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ヒトiPS細胞を用いた異種動物由来ヒト化自己成長型血管グラフトの開発

Research Project

Project/Area Number 22K08956
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research InstitutionThe Tazuke Kofukai

Principal Investigator

金光 ひでお  公益財団法人田附興風会, 医学研究所 呼吸・循環研究部, 研究主幹 (60810166)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池田 義  京都大学, 医学研究科, 准教授 (40281092)
岸田 晶夫  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60224929)
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)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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)
KeywordsヒトiPS細胞 / 脱細胞組織
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、脱細胞化ゼノグラフト(異種動物)血管組織作製技術と臨床使用品質のヒトiPS細胞技術の融合により、先天性心疾患等に用いることのできる生体適合性の高い自己成長型ヒト化血管グラフトを開発することである。本研究で開発する生体適合性の高い人工血管は、先天性心疾患手術のみならず多岐にわたる心臓血管外科領域における遠隔期手術成績および患者QOLを向上させることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、脱細胞化ゼノグラフト(異種動物)血管組織作製技術と臨床使用品質のヒトiPS細胞技術を組み合わせ、生体適合性の高い自己成長型ヒト化血管グラフトを開発することである。本研究で開発する生体適合性の高い人工血管は、先天性心疾患手術のみならず多岐にわたる心臓血管外科領域における遠隔期手術成績および患者QOLを向上させることが期待される。本年度は以下の2項目について主に研究開発を行った。
1.HLAホモヒトiPS細胞由来血管内皮細胞・血管平滑筋細胞分化誘導法の開発:前年度までに確立した非臨床用汎用iPS細胞株(201B6株)を用いた血管内皮細胞および血管壁細胞(血管平滑筋細胞)の分化誘導法を応用し、HLAホモヒトiPS細胞を用いた分化誘導法の確立を行った。誘導した細胞の純度をフローサイトメトリーにより表面マーカー(血管内皮細胞:CD31 / VE-adherin、血管壁細胞:PDGFRb)の定量を行い、十分な純度で血管内皮細胞および血管壁細胞を分化誘導しうることを確認した。
2.脱細胞化ゼノグラフト血管組織に対するヒトiPS細胞由来血管細胞の播種実験:前年度までに確立したウシ由来の脱細胞化ゼノグラフト血管組織に対して、これまでに確立したヒトiPS細胞由来血管内皮細胞の播種を実施した。Calcein-AMなどを用いて細胞生着効率などを評価した。その結果、一定の効率での生着を認めたが、血管内膜を十分に被覆するまでの生着効率には至らなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究における根幹である脱細胞ゼノグラフト血管組織に対するヒトiPS細胞由来血管細胞の播種実験の実施に至ることができた。一方で十分に内膜を被覆するまでの生着効率には至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

今後は脱細胞組織に対する細胞外マトリクスタンパクによるコーティング、流水培養による生着効率の向上(Ho, Sci Rep 2022など)、ヒトiPS細胞由来血管細胞における生着効率を上げる分化誘導段階の同定などにより、将来的に臨床応用に資するグラフト作製に向けた検討を重ねる。同時に、脱細胞グラフトを構成するタンパクによるヒトiPS細胞由来血管細胞への生物学的挙動を確認するための生化学的あるいは組織学的検討を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Predicted risk of heart failure pandemic due to persistent SARS-CoV-2 infection using a three-dimensional cardiac model2024

    • Author(s)
      Murata Kozue、Makino Akiko、Tomonaga Keizo、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 108641-108641

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.108641

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Therapeutic potential of human induced pluripotent stem cell?derived cardiac tissue in an ischemic model with unloaded condition mimicking left ventricular assist device2023

    • Author(s)
      Heima Daisuke、Takeda Masafumi、Tabata Yasuhiko、Minatoya Kenji、Yamashita Jun K.、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery

      Volume: in press Issue: 3 Pages: 01095-4

    • DOI

      10.1016/j.jtcvs.2023.11.019

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel approach for the endothelialization of xenogeneic decellularized vascular tissues by human cells utilizing surface modification and dynamic culture2022

    • Author(s)
      Ho Wen-Jin、Kobayashi Mako、Murata Kozue、Hashimoto Yoshihide、Izumi Kenji、Kimura Tsuyoshi、Kanemitsu Hideo、Yamazaki Kazuhiro、Ikeda Tadashi、Minatoya Kenji、Kishida Akio、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 22294-22294

    • DOI

      10.1038/s41598-022-26792-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Systems for the Functional Evaluation of Human Heart Tissues Derived from Pluripotent Stem Cells2022

    • Author(s)
      Murata Kozue、Masumoto Hidetoshi
    • Journal Title

      Stem Cells

      Volume: In press Issue: 6 Pages: 537-545

    • DOI

      10.1093/stmcls/sxac022

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ハートオンチップ型マイクロデバイスを用いた抗悪性腫瘍剤における高感度心毒性評価系の開発2023

    • Author(s)
      升本 英利, 村田 梢, アブラティ・モシャ
    • Organizer
      第6回日本腫瘍循環器学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Suppression Of Ischemia-hypoxia Reperfusion Injury In Human Ips Cell-derived Cardiomyocytes Through Downregulation Of Egr1 Mediated By Mir-124-3p2023

    • Author(s)
      Yang Q, Murata K, Ikeda T, Minatoya K, Masumoto H
    • Organizer
      American Heart Association Scientific Sessions 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒトiPS細胞を用いた心毒性評価および心臓病創薬のための高感度マイクロデバイス2023

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      再生医療イノベーションフォーラム 第15回ベンチャー創設支援フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 3次元心筋組織を用いた再生医療開発2023

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 心臓移植と再生医療のクロストーク2023

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] iPS細胞による心臓再生2022

    • Author(s)
      升本 英利
    • Organizer
      第75回日本胸部外科学科定期学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Cardiovascular Regenerative Medicine Based on Biomaterials: From Bench to Bedside2022

    • Author(s)
      Masumoto H
    • Organizer
      The 2nd ASEAN Japan International Conference on Innovative Biology Medicine and Engineering ICIBM
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Animal Models and Experimental Research in Medicine2022

    • Author(s)
      Osada H, Murata K, Masumoto H
    • Total Pages
      206
    • Publisher
      INtechOpen
    • ISBN
      9781803566542
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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