2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H04173
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
柴 祐司 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (70613503)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 再生医療 / 心筋再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はiPS細胞を用いた心筋梗塞治療の実用化である。これまでの動物実験から、急性心筋梗塞に対するiPS細胞由来心筋細胞移植の有効性は証明されているが、実用化に向け以下の三つの課題が残されている。
1）慢性心筋梗塞モデルにおける有効性の証明：自家移植を行うために5頭のカニクイザルからそれぞれiPS細胞を樹立した。移植心筋細胞をホスト心筋の中から同定するために、iPS細胞にGCaMP遺伝子の導入を行った。遺伝子改変iPS細胞から心筋細胞を作製し、凍結保存を行っている。
2）適切な免疫抑制プロトコールの確立：カニクイザル同種移植において、免疫抑制剤の組み合わせを評価するために、組織学的な評価だけでなく、in vivo発光イメージングを併用することとした。ルシフェラーゼによる発光イメージングは、大動物においては発光量が不十分である。このため改良型ルシフェラーゼAkalucを遺伝子導入したiPS細胞株を樹立し、in vivoモデルで評価を行ったところ、明瞭な発光イメージングが可能となった。
3）移植後不整脈のリスクコントロール：iPS細胞由来心室筋細胞をカニクイザル心筋梗塞モデルに移植したところ（n=5)、これまでの心筋細胞と比較して、移植後不整脈は抑制できる傾向が得られた。さらに心エコーによる心機能評価を行ったところ、移植後4週の時点では、移植前より心機能の改善効果が見られた。しかし、移植12週間後には、移植4週とほぼ同等の心機能であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1）慢性心筋梗塞モデルにおける有効性の証明：5種類のiPS細胞の樹立と遺伝子導入を終了し、移植用心筋細胞の凍結ストックを作製中である。
2）適切な免疫抑制プロトコールの確立：Akaluc遺伝子の導入を行い、in vivoにおいてルシフェラーゼによる発光システムよりも格段に明るい発光イメージングが得られることを確認した。
3）移植後不整脈のリスクコントロール：iPS細胞由来心室筋細胞を準備し、5頭の心筋梗塞モデルカニクイザルに移植し、Holter心電図による評価を終了させている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1）慢性心筋梗塞モデルにおける有効性の証明
移植用心筋細胞の凍結ストックが終了次第、カニクイザル心筋梗塞モデルを作製し、12週間後に4x10^8の心筋細胞を移植する。移植後12週間経過観察し、心機能の改善、不整脈の発生状況、移植心筋の生着を評価する。
2）適切な免疫抑制プロトコールの確立
Akaluc遺伝子導入iPS細胞から、心筋細胞を作製し、カニクイザル心臓に移植する。免疫抑制剤は3剤併用からスタートし、漸減しながらグラフトの生着程度を発光イメージングで評価する。最終的に組織学的な評価を行い、最適な免疫抑制プロトコールを確立する。
3）移植後不整脈のリスクコントロール
心室筋細胞だけでなく、心筋細胞（心室筋＋ペースメーカー細胞）を作製し、同様に移植試験を行い、移植後不整脈の発生を評価する。心室筋移植と心筋移植動物で移植後不整脈の発生頻度や心機能改善効果、移植心筋の生着程度を比較する。今年度中に全ての動物実験を終了し、論文投稿を目指す。
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