ヒト多能性幹細胞からの効率的な心筋細胞分化に向けた新規低分子化合物の開発

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K17129
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 岸野 喜一 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (20594568)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 再生医療 / ヒトiPS細胞由来心筋細胞 / BMPシグナル / 低分子化合物

Outline of Annual Research Achievements

①in silicoパイロットスクリーニングで選出した候補化合物の有効性評価
約80万個の化合物データベースライブラリーから，標的因子の構造に基づいたpharmacophore及びドッキングスコアを用いて行ったパイロットスクリーニングにより選出された候補化合物の有効性評価を行った。評価系としては，ヒト細胞株HEK293とBMPシグナル下流遺伝子Id-1プロモーターを有する既知のBMP反応性ルシフェラーゼベクターを用いたルシフェラーゼアッセイ及びヒトiPS細胞の心筋分化誘導系を用いた。実際に選出した低分子化合物を添加し，FACS，PCR，免疫染色などを用いて定量的に評価した。ヒトiPS細胞に同定した化合物を添加した結果, BMPシグナル下流遺伝子のId-1の発現増加を認め, 心筋細胞への分化系においてはトロポニンT陽性細胞の増加を認めた。
②in silicoフルスクリーニングによる候補化合物の選出
パイロットスクリーニングで得られた候補化合物の有効性評価結果を踏まえて，さらに低濃度で効果の高い化合物を選出する為，大規模化合物データベースを用いたin silicoフルスクリーニングを行った。具体的には，化合物の化学構造式と①で得られたBMPシグナル相対活性値から，ソフトウェアAutoQSARを用いて，定量的構造活性相関式の算出を行い，約800万個の化合物を含むライブラリーから，さらに高い効果を示し，かつリード化合物の条件を備えた化合物を選出した。次に，パイロットスクリーニング時同様に，選出された候補化合物と標的因子ドメインとのドッキングスコアを算出し，GBVI/WSA_dGを用いた結合親和性の評価をin silicoで行い，50個の候補化合物を選出した。ヒト細胞株HEK293を用いたBMP反応性ルシフェラーゼアッセイで候補化合物の有効性を定量的評価し、絞り込みを実施している。

Research Products

• [Journal Article] Unlocking the Pragmatic Potential of Regenerative Therapies in Heart Failure with Next-Generation Treatments (2023)
  • Author(s): Yoshikazu Kishino, Keiichi Fukuda
  • Journal Title: Biomedicines Volume: 11 Pages: 915
  • DOI: 10.3390/biomedicines11030915.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Production of functional cardiomyocytes and cardiac tissue from human induced pluripotent stem cells for regenerative therapy (2022)
  • Author(s): Hidenori Tani, Shugo Tohyama, Yoshikazu Kishino, Hideaki Kanazawa, Keiichi Fukuda
  • Journal Title: Journal of Molecular and Cellular Cardiology Volume: 164 Pages: 83-91
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2021.11.008.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Recurrence of Myopericarditis Following mRNA COVID-19 Vaccination in a Male Adolescent (2022)
  • Author(s): Tomohiko C Umei, Yoshikazu Kishino, Keiko Watanabe, Yasuyuki Shiraishi, Taku Inohara, Shinsuke Yuasa, Keiichi Fukuda
  • Journal Title: Canadian Journal of Cardiology Open Volume: 4 Pages: 350-352
  • DOI: 10.1016/j.cjco.2021.12.002.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Scalable manufacturing of clinical-grade differentiated cardiomyocytes derived from human-induced pluripotent stem cells for regenerative therapy (2022)
  • Author(s): Yuika Morita, Yoshikazu Kishino, Keiichi Fukuda, Shugo Tohyama
  • Journal Title: Cell Proliferation Volume: 55 Pages: e13248
  • DOI: 10.1111/cpr.13248.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effect of pulmonary artery pressure-guided therapy on heart failure readmission in a nationally representative cohort (2022)
  • Author(s): Yoshikazu Kishino, Toshiki Kuno, Aaqib H Malik, Gregg M Lanier, Daniel B Sims, Ernesto Ruiz Duque, Alexandros Briasoulis
  • Journal Title: ESC Heart Failure Volume: 9 Pages: 2511-2517
  • DOI: 10.1002/ehf2.13956.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Recurrent pulmonary thrombosis after balloon pulmonary angioplasty in chronic thromboembolic pulmonary hypertension (2022)
  • Author(s): Tomohiko C Umei, Yoshikazu Kishino, Takashi Kawakami, Keiichi Fukuda
  • Journal Title: European Heart Journal Volume: 43 Pages: 3593
  • DOI: 10.1093/eurheartj/ehac419.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The complement C3-complement factor D-C3a receptor signalling axis regulates cardiac remodelling in right ventricular failure (2022)
  • Author(s): Shogo Ito, Hisayuki Hashimoto, Yoshikazu Kishino,Yoshihiro Fukumoto, Keiichi Fukuda, Shinsuke Yuasa
  • Journal Title: Nature Communication Volume: 13 Pages: 5409
  • DOI: 10.1038/s41467-022-33152-9.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Social Isolation and Implementation of Advanced Care Planning Among Hospitalized Patients With Heart Failure (2022)
  • Author(s): Hiroki Kitakata, Takashi Kohno, Shun Kohsaka, Daisuke Fujisawa, Naomi Nakano, Otoya Sekine, Yasuyuki Shiraishi, Yoshikazu Kishino, Yoshinori Katsumata, Shinsuke Yuasa, Keiichi Fukuda
  • Journal Title: Journal of the American Heart Association Volume: 11 Pages: e026645.
  • DOI: 10.1161/JAHA.122.026645.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Apixaban-Associated Diffuse Alveolar Hemorrhage in an Elderly Man with Multiple Complications (2022)
  • Author(s): Takuya Ozawa, Hideki Terai, Akiyoshi Kajino, Shiro Otake, Ayaka Saito, Miyuki Nishie, Yoshikazu Kishino, Hirofumi Kamata, Kentaro Hayashida, Makoto Ishii, Koichi Fukunaga
  • Journal Title: American Journal of Case Reports Volume: 23 Pages: e937809
  • DOI: 10.12659/AJCR.937809.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research