2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the efficient cardiac differentiation method of pluri-poteint stem cells by using novel chemicals
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15K08270
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
南 一成 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (40362537)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 多能性幹細胞 / 心筋細胞 / 低分子化合物 / 臨床応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心疾患は世界の死因一位であり、ヒト心筋細胞は創薬や再生医療において非常に需要が高いが、拍動する機能的な心筋細胞は分裂能が低いため初代培養による生産が難しく、工業的に大量生産可能な実用的細胞は現在、iPS細胞由来の心筋細胞のみである。しかし現時点のiPS-心筋細胞は非常に高価であり、また安全性や安定性が問題となっている。一般に細胞分化培養には組み換え蛋白質や血清成分など、生体由来の高分子が大量に必要であり、これが細胞の高コスト化やウイルス等のコンタミリスク、ロット差が生じる原因となっている。本研究はこれらの生体高分子を全て、化学合成可能な低分子化合物に置き換えるために、京都大学化学研究所の約1万化合物のライブラリから、iPS細胞を心筋細胞に分化させる新規化合物KY02111、KY03-Iをハイスループットスクリーニングにより発見した（和光純薬社他から販売中）。そしてさらにEGFR阻害剤など幾つかの分化効果のある低分子を見出し、独自の新たなiPS-心筋誘導法を開発した。この心筋誘導法は蛋白質やペプチド等の生体高分子を全く含まず、低分子とアミノ酸のみの環境条件で行われており、細胞分化を人工物のみで誘導した世界唯一の手法である。これによりコスト効率が非常によく、ウイルス等のコンタミリスクがなく、またロット差の影響を受けず安定してiPS-心筋細胞を生産することが可能となった。本技術による心筋細胞は心筋純度が90%以上と高く、臨床応用に適しており、臨床用のiPS細胞株からも高純度な心筋誘導が可能であることが明らかになった。また、臨床応用において課題となり得る発がん性があるとされるPKC活性剤のPMAをProstratinに代替することで、より臨床に適用しやすくい方法を開発した。この手法を用いて大動物モデルを用いた前臨床試験を目指し、再生医療や創薬応用を進めていく予定である。
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