Interpretation of regulatory system of fetal cardiovascular development with re-evaluation of substance transport characteristics in fetal circulation

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20306
• Project/Area Number (Other): 17H06272 (2017-2019)
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2020); Single-year Grants (2017-2019)
• Research Field: Internal medicine of the bio-information integration and related fields
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: Mohri Satoshi 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚田 孝祐 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00351883) ; 花島 章 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70572981) ; 橋本 謙 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (80341080) ; 氏原 嘉洋 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: 胎児循環 / 低酸素 / アミノ酸 / 心筋細胞 / 細胞分裂 / 心筋肥大 / 不整脈

Outline of Final Research Achievements

The body is composed of a variety of cells, but it is originally a single fertilized egg that repeatedly divides to acquire new functions. In this study, we analyzed the fetal circulation as an information system that controls fetal biological functions through unique transport characteristics of oxygen and amino acids. The analysis focused on the division and differentiation of cardiomyocytes. We identified Fam64a as a major factor, and investigated the mechanism by which cardiomyocytes, which actively divide during fetal life, lose their mitotic potential after birth, and its application to functional recovery during myocardial injury.

Free Research Field

循環生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

再生医療の実現を目指してiPS細胞など多能性を持つ細胞から様々な細胞への分化誘導の研究が精力的に進められている。出生直後に分裂能を失い心筋梗塞などの疾病後にも増殖しない心筋細胞は再生医療のニーズの高い有望なターゲットとして注目され、より高い分化・純度を求めて多くの誘導因子が報告されている。本研究では成体内での発達過程における環境として酸素およびアミノ酸濃度に着目して心筋細胞の分裂能制御メカニズムの解明に取り組んだ。出生に伴う酸素濃度変化による心筋細胞の分裂能喪失の分子メカニズムに迫ると共に、短時間の高濃度酸素曝露でも分裂能が低下することが明らかになり、効率的組織培養への知見を得ることが出来た。