2023 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト多能性幹細胞に由来する心臓オルガノイド作製のための基盤技術開発
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20K12623
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
白吉 安昭 鳥取大学, 医学部, 准教授 (90249946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
經遠 智一 鳥取大学, 医学部, 助教 (60730207)
森川 久未 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90707217)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ヒトiPS細胞 / 心筋細胞 / 蛍光タンパク質 / オルガノイド / 心外膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓は、少なくとも４種類のサブタイプ心筋からなっている。それらは、洞結節ペースメーカ細胞、刺激伝導系細胞、心房筋/心室筋細胞である。本研究では、これらをヒトiPS細胞より個別に作製して、解剖学的情報を元に再構築することによって、心臓オルガノイド形成を目指した。
これまでの研究により、（1）HCN4/SHOX2共陽性細胞として、ペースメーカ細胞をさらに純化できること、（2）MLC2a/MLC2v共陽性細胞として心房筋を分取できることを明らかにしてきた。
最終年度では、（3）予備的な実験結果ではあるが、心外膜の分化誘導に成功した。成体の心臓は、一番外側に心外膜によって囲まれており、外界から心臓を隔てる障壁となるのみならず、冠動脈が走るなど機能的にも重要な役割を果たしている。オルガノイドも心外膜で囲まれている必要があり、その点で、本研究により、心外膜で囲まれた心筋スフェロイドの作製に成功したことは、より成体心臓に近いオルガノイド形成法の開発につながるのではないかと期待している。さらに、（4）HCN4/SHOX2共陽性細胞として分取したペースメーカ細胞を用いて、AIによる画像解析によるヒトiPS細胞由来ペースメーカ細胞の新しい分取方法を開発した。
本研究では、４種のサブタイプ心筋のうち、ペースメーカ細胞、心房筋、心室筋の３種類のサブタイプ心筋の分取が可能となった。しかし、刺激伝導系細胞については、当初の計画通りに、HCN4/MLC2v共陽性細胞として分取することはできなかった。このため、本研究期間において、4種の細胞を組み合わせ、心臓オルガノイドの作製を試みるところまでは到達できなかった。しかし、サブタイプ心筋の分取法の開発およびそれによって得られた心筋細胞の特性解析、心外膜の分化誘導、AIによる心筋の分取法のなどの研究成果を得ることができた。
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