2021 Fiscal Year Annual Research Report
iPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織の代謝スイッチによる成熟化メカニズムの解明
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20K22949
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村田 梢 京都大学, 医学研究科, 助教 (80884329)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 成熟化 / 心筋細胞 / オルガノイド / 脂肪酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトiPS細胞を用いた心臓再生医療・創薬研究においては分化細胞の未成熟性が課題である。我々は心臓を構成する多種の分化細胞による三次元組織化（ヒトiPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織）が成熟化に関わることをこれまでに見出したが、ヒト心筋組織に近い十分な成熟化は再現されていない。一方、ヒトiPS細胞由来心筋細胞の成熟化においてはエネルギー産生が主に糖代謝から脂肪酸代謝に変わる代謝スイッチが重要であることが知られている。本研究では、ヒトiPS細胞由来生体模倣性人工心臓組織の代謝スイッチに伴う成熟化メカニズムを解明し、そのプロセスの制御法を見出すことを目的とした。本年度は、我々の開発した人工心臓組織が成熟化に向かう培養条件としてパルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸といった各種脂肪酸の他に、ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体アゴニスト、Dexamethazone(Dex)、thyroid hormone (T3) の添加が有効であることを見出した。人工心臓組織は通常の2次元培養時に比べ、組織自体に厚みが増すにつれて脂肪酸の取り込み率が低下することがわかった。この時ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体アゴニスト、Dex、T3の同時添加により脂肪酸トランスポーターのCD36の発現が向上し、脂肪酸の取り込み率が維持できることを見出した。今回見出した条件での成熟化処理は外部からの電気刺激の周波数に対する人工心臓組織の拍動力の変化をやや成熟化方向へ向かわせていた。しかし成体心筋組織と比較するとまだまだ不十分でさらなる検討が必要である。
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