2017 Fiscal Year Research-status Report
Noninvasive analysis of contractile function of human iPS-derived cardiomyocytes
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17K19499
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
黒川 洵子 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40396982)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 心臓 / ヒトiPS細胞 / 筋収縮 / 動きベクトル解析 / 組織特異性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本応募研究計画では、新薬開発で問題となっている抗がん剤の心筋収縮抑制を評価することを将来目標としている。研究目的は、ヒトiPS細胞を利用して、心房筋と心室筋を識別できる高精度さと慢性作用の解析を可能とする非侵襲性を兼ね備えた新規の実験系を開発することである。
これまで、心毒性評価と言えば、電気現象の解析に一辺倒であった。今回、初めて力学的現象という指標を入れようとしており、国際競争もある中、独自のシステムの発展を試みている。非臨床での心毒性評価において、いまだ力学的現象の評価が含まれていない理由は、実用化が可能なin vitro実験系がないことが問題であると考え、動きベクトル解析法とヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いて、心房・心室筋を識別できる新しいシステムを構築し、慢性的な心不全障害を評価することを発案した。
今年度は、長時間測定のための実験環境の整備として、培地交換のプロトコルを定量的に評価した。その結果、１日１回半量置換法にて、収縮弛緩の速さおよび力の平均値の１０日間の変化を１０％以内に抑えることに成功した。予試験として、抗がん剤であるドキソルビシンの慢性（亜急性）作用を調べたところ、３日間投与に比べて８日間投与により、心筋収縮抑制作用が進展することを見出した。心房心室の識別のためのデータを追加して、収縮弛緩の速さの違いを組み合わせることで予測度が向上することを見出した。次年度以降は、ドキソルビシン以外の抗がん剤や保護剤も用いて、薬理学解析を更に進め、心房・心室の違いが薬理作用に影響するかどうかを調べる。
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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
今年度は、長時間測定のための実験環境の整備として、培地交換のプロトコルを定量的に評価した。９６穴ウェルプレートにコンフルエントに撒いた細胞から安定的な拍動が観察された後、培地交換の頻度(1, 2, 3日おき)および量（1:0.5, 1:1, 1:2, 1:4）の条件を組み合わせ、拍動の動きベクトル解析を行った。その結果、１日１回半量置換法（全量200マイクロリットル）にて、収縮弛緩の速さおよび力の平均値の１０日間の変化を１０％以内に抑えることに成功した。さらに、抗がん剤であるドキソルビシンの慢性（亜急性）作用を調べたところ、３日間投与に比べて８日間投与により、心筋収縮抑制作用が進展することを見出し、国内外の学会にて発表した。心房心室の識別のためのデータを追加して、収縮弛緩の速さの違いを組み合わせることで予測度が向上することを見出した。本実験を進める上で、インキュベーターから細胞を顕微鏡上に置くまでの間の温度低下が問題となることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、長時間測定のための実験環境の整備として、培地交換のプロトコルを定量的に評価した。９６穴ウェルプレートにコンフルエントに撒いた細胞から安定的な拍動が観察された後、培地交換の頻度(1, 2, 3日おき)および量（1:0.5, 1:1, 1:2, 1:4）の条件を組み合わせ、拍動の動きベクトル解析を行った。その結果、１日１回半量置換法（全量200マイクロリットル）にて、収縮弛緩の速さおよび力の平均値の１０日間の変化を１０％以内に抑えることに成功した。さらに、抗がん剤であるドキソルビシンの慢性（亜急性）作用を調べたところ、３日間投与に比べて８日間投与により、心筋収縮抑制作用が進展することを見出し、国内外の学会にて発表した。心房心室の識別のためのデータを追加して、収縮弛緩の速さの違いを組み合わせることで予測度が向上することを見出した。本実験を進める上で、インキュベーターから細胞を顕微鏡上に置くまでの間の温度低下が問題となることを明らかにした。
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