Establishment and functional analysis of IGF-2 positive iPSC-derived cardiac progenitor cells as a novel tool for cardiac cell transplantation

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K15981
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 青沼 達也 旭川医科大学, 医学部, 助教 (90646001)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 心筋分化 / 心筋前駆細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、心筋分化効率が高いiPS細胞由来心筋前駆細胞(iPSC-CPC)を純化、精製してマウス心筋梗塞モデルに移植して治療効果を検討する事である。研究者らの予備検討で心筋分化効率が高いCPC由来iPS細胞に高発現していたIGF-2に着目し、心筋分化誘導を行ったiPS細胞からIGF-2陽性細胞を抽出して治療効果の高いiPSC-CPCを精製するため、研究期間を通して(1)iPS細胞の心筋分化効率向上、(2)IGF-2 sorting後のiPSC-CPC培養系確立の２点を行った。
(1)については心筋分化プロトコルのサイトカイン濃度を至適化することで、研究開始時のiPS細胞の拍動心筋細胞の出現率が6~7%程度から50~60%へと著しい改善を実現することができた。さらに、FACS areaを用いた心筋分化誘導後のIGF-2陽性細胞の分取率についても研究開始時には4~6%であったが、心筋分化誘導効率の上昇に加えてsortingにおけるIGF-2抗体の反応条件を最適化することによって安定して30％前後の分取率を実現できるようになった。
(2)についてはIGF-2陽性細胞の拡大培養方法について(a)接着系培養、(b)浮遊系培養の各培養法での培養液中のサイトカイン、培養皿の接着基質等を検討した。接着系及び浮遊系培養単体では細胞増殖の効率が非常に低かったが、浮遊系培養によってsorting後のIGF-2陽性細胞の胚葉体形成を行い、7日間で形成された胚葉体を第2継代目より接着系で培養することで精製したIGF-2陽性細胞をより拡大培養する事に成功した。当該年度においては引き続き、細胞の拡大培養を行いマウス心筋梗塞モデルへの移植を目標としたが、細胞の拡大培養がまだ不安定であり、マウスへの移植効果を検討する段階までは至らなかった。この点に関しては今年度以降の課題であり引き続き研究を進める。