Clinical application of xeno-free iPS cell-derived cardiomyocytes

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16392
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 鈴木 康太 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (70816850)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: iPS / nanofiber / 大動物

Outline of Annual Research Achievements

iPS細胞由来心筋細胞の臨床応用には依然いくつかの問題がある。その内、動物由来成分を含まない分化誘導と移植組織の機能向上は重要な問題である。我々は低分子化合物を用いた分化誘導および配向性ナノファイバーを足場とした配向性心筋組織の小動物への移植効果を報告したが、大型サイズにおける報告はない。[方法]In vitro： 化合物を変更し分化誘導効率を検討した。また、大型心筋組織を作成し構造や電気生理的特性を評価した。
In vivo：ブタ心筋梗塞モデルを作成し、1ヶ月後にcontrol群(足場のみ移植)とiPS-CM群(心筋組織移植・細胞数:1×108)で心機能、組織について比較検討した。[結果]In vitro： TnT陽性率90%以上の安定した心筋細胞の誘導に成功した。心筋組織は大きさ2.5×2.5cm、厚み150-200μm程度であった。また、発達したサルコメア構造を呈し成熟を示唆するMYH7陽性率が高く心筋組織の収縮同調を認めた。In vivo：移植早期よりEFの改善を認め、3ヶ月後の心臓MRIでΔLVEDV（3.4±2.0ml vs -8.3±5.5ml, p<0.01）・ΔLVESV(3.0±4.4ml vs -11.3±5.0ml, p<0.01)はiPS-CM群で有意に低下し、ΔEF(-0.3±6.1% vs 11.6±7.4%,P=0.06)は上昇傾向を認めた。遅延造影MRIでは梗塞範囲の縮小傾向（Δinfarct area:6.1±10.9% vs -6.8±5.5%, p=0.17）を認めた。組織学的評価においてiPS-CM群で左室における線維化率が低く、remote領域での細胞径が小さい傾向を認め、移植2週間後に内部に血管構造を有する移植組織の生着を認めた。[結語]大型iPS細胞由来配向性心筋組織の作成は可能で、ブタ心筋梗塞モデルにおいて心機能を改善させた。

Research Products

• [Presentation] ブタ虚血性心筋症モデルに対するxeno-freeiPS細胞由来心筋細胞移植の有効性の検討 (2019)
  • Author(s): 鈴木康太・宮川繁・劉莉・南一成・李俊君・河村拓史・河村愛・原田明希摩・上野高義・戸田宏一・倉谷徹・澤芳樹
  • Organizer: 第18回日本再生医療学会総会
• [Presentation] ブタ虚血性心筋症モデルに対するナノファイバーを用いたxenofree心筋配向組織の移植効果の検討 (2019)
  • Author(s): 鈴木康太・宮川繁・劉莉・南一成・李俊君・河村拓史・河村愛・原田明希摩・上野高義・戸田宏一・倉谷徹・澤芳樹
  • Organizer: 第67回心臓病学会学術集会
• [Presentation] Therapeutic Efficacy of Large Aligned Cardiac Tissue Derived from Xeno-free Induced Pluripotent Stem Cell in a Porcine Ischemic Cardiomyopathy Model (2019)
  • Author(s): Kota Suzuki, Shigeru Miyagawa, Liu Li, Itsunari Minami, Junjun Li, Akima Harada, Takuji Kawamura, Ai Kawamura, and Yoshiki Sawa
  • Organizer: IFAO 2019 The 8th Meeting of the International Federation for Artificial Organs, Osaka, Japan
  • Int'l Joint Research