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Regeneration of heart organ

Research Project

Project/Area Number 23K17427
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

家田 真樹  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (70296557)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 聖哉  筑波大学, 医学医療系, 教授 (10633141)
Project Period (FY) 2023-06-30 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Keywords心臓再生
Outline of Research at the Start

これまで我々は、心臓再生を促進する方法として心筋リプログラミング技術を開発し、さらに心臓組織に内在する細胞を分化転換して心筋再生する方法の分子生物学的機構や治療法開発に向けて研究を進めてきた。しかしながら、臓器全体の再生という点では未だ不十分であり、改善が必要である。そこで本研究では、真の心臓臓器再生を目指して、心臓発生メカニズムを活用して、心臓臓器作製法開発の基盤を確立する。

Outline of Annual Research Achievements

心不全が増加し社会問題となっている。重症心不全に対する治療として心臓移植があるが、ドナー不足が大きな問題である。最近ブタ心臓をヒトに移植する異種移植が報告されたが、術後2か月で患者は死亡し、新たな研究開発が求められている。またiPS細胞など細胞移植法は治療効果が限定的である。これに対して近年、動物体内でヒト臓器の作製を目指す胚盤胞補完が報告された。2010年に中内教授らは、膵臓を欠損するPdx1 KOマウスの胚盤胞に、マウスあるいはラット由来のGFP-ES/iPS細胞を補完することで、ドナー由来のGFP膵臓をPdx1 KOマウス体内に作製することに成功した(Kobayashi et al., Cell 2010)。さらにPdx1 KOラット体内で胚盤胞補完により作製したマウス膵島細胞を、糖尿病マウスに移植して、血糖値が改善することも報告されている(Yamaguchi et al., Nature 2017)。しかしながらこれまで胚盤胞補完で作製した臓器は、ドナー由来の実質細胞とレシピエント由来の血管、間質細胞が混在しており、ドナー由来の臓器完全作製には成功していない。またこれまで心臓に関する胚盤胞補完の報告はない。そこで本年度は心臓欠損マウス作成を試みた。我々はこれまでの心臓再生研究の中で (Ieda et al, Cell 2010)、心血管系の発生に鍵となる遺伝子Xを見出した。さらに、関連遺伝子Yと組み合わせて遺伝子XとYをダブルKOすることで、心臓を完全に欠損するマウスの作製を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

実験も予定通り進行し、遺伝子Xを見出している。

Strategy for Future Research Activity

来年度は遺伝子Xの心臓内発現に関して、X-Creマウスとtomatoレポーターマウスを掛け合わせて、X-Cre/tomatoマウスを作製し細胞系譜解析を行う。予備実験ではX-Cre/tomatoマウス心臓内で全ての細胞(心筋、血管内皮、平滑筋、線維芽細胞)がtomato陽性であることを確認している。次に遺伝子XとYのDKOマウスをCRISPR-Cas9で複数作製し、その表現型を観察する。

Report

(2 results)
  • 2023 Comments on the Screening Results   Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Cardiac reprogramming reduces inflammatory macrophages and improves cardiac function in chronic myocardial infarction2024

    • Author(s)
      Abe Yuto、Tani Hidenori、Sadahiro Taketaro、Yamada Yu、Akiyama Tatsuya、Nakano Koji、Honda Seiichiro、Ko Seien、Anzai Atsushi、Ieda Masaki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 690 Pages: 149272-149272

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.149272

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Response by Sadahiro et al to Letter Regarding Article, “Direct Reprogramming Improves Cardiac Function and Reverses Fibrosis in Chronic Myocardial Infarction”2023

    • Author(s)
      Sadahiro Taketaro、Tani Hidenori、Ieda Masaki
    • Journal Title

      Circulation

      Volume: 148 Issue: 2 Pages: 172-173

    • DOI

      10.1161/circulationaha.123.065132

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MEF2C/p300-mediated epigenetic remodeling promotes the maturation of?induced cardiomyocytes2023

    • Author(s)
      Kojima Hidenori、Sadahiro Taketaro、Muraoka Naoto、Yamakawa Hiroyuki、Hashimoto Hisayuki、Ishii Ryota、Gosho Masahiko、Abe Yuto、Yamada Yu、Nakano Koji、Honda Seiichiro、Fujita Ryo、Akiyama Tatsuya、Sunagawa Yoichi、Morimoto Tatsuya、Tsukahara Toshifumi、Hirai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Ieda Masaki
    • Journal Title

      Stem Cell Reports

      Volume: 18 Issue: 6 Pages: 1274-1283

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2023.05.001

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct Reprogramming Improves Cardiac Function and Reverses Fibrosis in Chronic Myocardial Infarction2023

    • Author(s)
      Masaki Ieda
    • Organizer
      APSC 2023 Congress
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ダイレクトリプログラミングによる心筋再生研究の進展2023

    • Author(s)
      家田真樹
    • Organizer
      第16回Meet the Expert Seminar
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 心不全に対する新しい再生医療の開発2023

    • Author(s)
      家田真樹
    • Organizer
      Hamamatsu Cardiology Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 心筋リプログラミング最前線2023

    • Author(s)
      家田真樹
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] キメラ非ヒト哺乳動物を製造する方法、心臓または心臓組織を製造する方法2024

    • Inventor(s)
      家田真樹、貞廣威太郎、安部悠人
    • Industrial Property Rights Holder
      慶應義塾
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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