2020 Fiscal Year Research-status Report
Trials to reconsitute stem cell system in the heart for cardiac regeneration
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20K20471
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山下 潤 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 心臓再生 / 心臓幹細胞 / 心臓前駆細胞 / iPS細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）ヒト多能性幹細胞から心筋幹細胞を誘導する。
最近、ヒトiPS細胞から、心臓への移植後においても特異的に（95％以上の効率で）心筋細胞に分化する「心筋に運命決定した前駆細胞（CFP細胞）を誘導・同定した (Takeda, Cell Reports, 2018;22:546-556)。R2度までに、CFP細胞のマーカーであるCD82の発現がある程度保たれたまま、細胞を増殖させうる化合物を見いだしている。本細胞が「心筋特異的幹細胞（Cardiomyocyte-fated Stem Cells: CF-Stem細胞）」として機能するか検証した。CFP細胞を増殖させCF-Stem細胞として利用できる培養条件を確立することを目指した。
CD82陽性細胞増殖後の心筋分化能を検討したところ、増殖前に比し心筋分化能が低下していると考えられた。CFP細胞よりもやや未分化と考えられる心血管前駆細胞に関しては、種々の拡大培養方法が報告されている。それらの方法を導入しCFP細胞の増殖を行ったが、いずれにおいても十分な拡大培養は行えなかった（CD82の発現が維持されない。または、ある程度維持されたとしても心筋分化能は十分に維持されていない）。細胞の分化ステージが異なることが一つの大きな要因と考えられる。
現在造血幹細胞などを含む種々の幹細胞維持・拡大培養法を参照しながら、培地・添加物質・細胞外マトリックス等様々なパラメータを操作しながらCFP細胞の拡大培養を行っている。CD82発現の維持及び心筋分化能の維持において、いくつかのパラメータが寄与することを見出している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初見出していたCD82発現を維持した培養法においては、心筋分化能は十分に維持されておらず、最終的な心筋分化能を確認しながら新たな方法を検討することが必要となった。これまでに蓄積された種々の幹細胞維持・拡大培養法を参照しながら、CFP細胞の維持拡大に必要なパラメータをいくつか見出し、心筋分化能の改善が認められている。したがって、問題の解決に向けて進捗が認められている。
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| Strategy for Future Research Activity |
CD82発現と同細胞の心筋分化能の維持に関しては、それぞれ評価法が定まり、種々の条件の比較検討が可能となっている。これまでに見出されたいくつかの手がかりをもとに構成的に条件を組み上げる方法による検討を行う。
また、CFP細胞及びその培養前後の細胞を用いた網羅的遺伝子発現検討（RNA-seq)により、CFP細胞の維持拡大に必要と思われる分子を探索する方法と併用し、二方向からCFP細胞の幹細胞化を進める。
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| Causes of Carryover |
2020年度は、特に前半4－6月期において緊急事態宣言の発来に伴う研究活動の抑制、実働研究人口の抑制により、実質的に研究を行うことができなかった。それによる研究の遅れを無理なく補正し効率的に研究推進を行うためには、無理に研究を当該年度に押し込めるのではなく、次年度への繰り越しを行い十分な検討・解析の期間を設ける方が有用と考えられたため。
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