| Project/Area Number |
23K24416
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| Project/Area Number (Other) |
22H03157 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Osaka University |
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Principal Investigator |
LIU LI 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任教授(常勤) (50380093)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 俊君 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (10723786)
宮川 繁 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70544237)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | iPS由来心筋細胞 / 間葉系幹細胞 / デバイス / ファイバー / 心不全 / 心不全治療 / ヒトiPS由来心筋細胞 / 心筋梗塞治療 / 心筋細胞 / 組織構築 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、移植された心筋組織を免疫系細胞から攻撃回避、血管新生促進させるように、間葉系幹細胞を工学的な手法で心筋組織体に融合して、ヒトiPS由来心筋と間葉系幹細胞が含まれた複合組織体を構築することを目指す。3D足場デバイスを用いて間葉系ー心筋組織体を構築する条件検討を最適化する。最終的に間葉系と心筋細胞を融合した複合組織体を用いて、心筋梗塞モデル動物へ移植を行い、免疫拒否反応、血管新生、心筋組織の残存状況を改善して、治療の有効性を見出す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) hold great potential for treating ischemic heart disease, but their clinical use is limited by immune rejection, poor cell retention, and low survival post-transplantation. Human adipose-derived mesenchymal stromal cells (hADSCs) can support hiPSC-CMs by modulating immune responses, promoting angiogenesis, and enhancing cell maturation. In this study, we co-cultured hiPSC-CMs with hADSCs on a biodegradable PLGA fiber scaffold to generate a composited 3D cardiac tissue sheet. The resulting tissue showed improved structure, contractility, and paracrine signaling compared to hiPSC-CMs alone. When transplanted into a rat myocardial infarction model, the tissue enhanced graft survival, improved cardiac function, reduced fibrosis and remodeling, and stimulated angiogenesis. This approach presents a promising solution for advancing cardiac regenerative therapy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、重症心不全に対する新たな再生医療の道を切り拓くものである。既存の移植技術に加え、申請者らが開発した配向性3Dナノファイバー技術と単一細胞由来iPS細胞株の分化誘導技術を融合し、免疫回避性と血管新生能を備えた高機能複合心筋組織の構築を目指す。これにより、細胞提供の安定化、機能的成熟度の向上が実現し、ドナー不足や拒絶反応といった従来の課題を克服することが可能となる。学術的には再生医療基盤技術の革新を示し、社会的には心不全患者の治療選択肢を広げ、医療の質向上に寄与する極めて意義深い研究である。
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