2021 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトiPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織の成熟化制御による疾患再現および創薬研究
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19K09281
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
升本 英利 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川東 正英 京都大学, 医学研究科, 助教 (00837700)
湊谷 謙司 京都大学, 医学研究科, 教授 (20393241)
武田 匡史 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (40547501) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 創薬研究 / 病態モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヒトiPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織に対する成熟化の制御により、難治性重症心疾患の病態を高度に模した人工組織を作製し、病態発症メカニズムを解明すること、さらに薬剤スクリーニングによる治療薬開発のための技術的な基盤を確立することを目的とする。昨年度までにヒトiPS細胞からの心血管系細胞の分化誘導系の人工心臓組織作製における最適化を行い、安定して自己拍動する人工組織を得る方法を確立した。また、円柱状のヒトiPS細胞由来人工心臓組織に対する安定的な物理的トレーニング系を確立し、心筋層の増加などの組織成熟を確認した。さらにこれらのトレーニング培養により、人工心臓組織内に血管網が形成されることを見出し、微細加工技術を用いたOrgan-on-a-chipの手法により、マイクロ流路を有するマイクロ流体チップを開発し、上記の人工心臓組織と組み合わせることにより、iPS細胞由来人工心臓組織の生理学的機能を高感度に評価する方法を開発し、論文発表を行った。本年度は理研バイオリソース研究センターより家族性拡張型心筋症患者由来iPS細胞を入手し、拡大培養およびフィーダーフリー化に成功し、細胞バンク構築に成功した。さらにこの疾患特異的iPS細胞を昨年度までに確立した心血管細胞分化誘導法を用いて効率的に分化誘導しうることを確認した。この研究成果を昨年度までに達成した人工心臓組織の作製法および成熟化トレーニング培養法に応用することにより、疾患特異的人工心臓組織の作製が可能となり、病態発症メカニズム解析が可能となった。さらに昨年度までに開発したマイクロ流体チップを用いた機能評価系を用いることで、薬剤スクリーニングによる創薬研究が可能となった。本研究課題を通じて、成熟化ヒトiPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織を用いた疾患再現・創薬研究ための技術基盤を確立し得た。
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