2010 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子導入による心血管前駆細胞リプログラミングを用いた画期的心臓再生療法の確立
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21890117
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川村 晃久 京都大学, 生命科学系キャリアバス形成ユニット, 助教 (90393199)
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| Keywords | 分子心臓病態学 / 再生医学 / 幹細胞生物学 / 体細胞初期化 |
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| Research Abstract |
重篤な心不全に対して、多能性幹細胞を用いた心臓再生療法が期待されている。人工多能性幹(iPS)細胞は、胚性幹細胞同様に、体外で無限増殖でき、多分化能を保持する一方、倫理的問題や拒絶反応がないため、その臨床応用が強く期待されている。しかし、高純度で充分量の心筋細胞分化が困難なこと、移植後細胞生着率が低いこと、癌化の危険性など、種々の問題が残されている。これらの問題を解決するために、本研究では、ウイルスベクターを用いて不全心内に存在する繊維芽細胞に直接遺伝子を導入し、これらの細胞を心筋(前駆)細胞に転換させ心機能の回復を試みる新規心臓再生療法の確立を試みた。
成果1:iPS細胞誘導と心筋(前駆)細胞への形質転換に関わる共通した分子機序の解明
iPS細胞誘導(=初期化)過程の解析から、初期化の成功・不成功の運命決定が比較的早期になされていることが判明した。遺伝子発現解析から、特定のマーカー分子の発現の有無によりiPS細胞になりやすい細胞群とそうでない群を同定することに成功した。興味深いことに、iPS細胞になりにくい細胞群から心筋細胞へ効率的に分化誘導することに成功した。これらの結果は、初期化誘導過程では、iPS細胞以外にも心筋前駆様細胞が誘導されることを示唆している。網羅的遺伝子発現解析から、繊維芽細胞をより効率的に十分量の心筋(および幹・前駆)細胞へ形質転換できる因子の探索を施行した。
成果2:心筋前駆細胞への転換誘導因子の改良
心筋特異的転写因子など候補遺伝子の種々の組合わせの中から、心筋細胞特異的レポーターが発現する細胞を誘導することに成功した。しかし、形質転換効率が低いため、上記テーマの結果をもとに、因子の改良を試みた。同時に、マウス心筋梗塞モデルを立ち上げ、不全身への遺伝子導入の系の立ち上げも準備しており、今後の研究へ発展させていく予定である。
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[Journal Article] MicroRNA-27a regulates beta cardiac myosin heavy chain gene expression by targeting thyroid hormone receptor beta1, in neonatal rat ventricular myocytes.2011
Author(s)
Nishi H, Ono K, Horie T, Nagao K, Kinoshita M, Kuwabara Y, Watanabe S, Takaya T, Tamaki Y, Takanabe-Mori R, Wada H, Hasegawa K, Iwanaga Y, Kawamura T, Kita T, Kimura T.
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Journal Title
Mol Cell Biol.
Volume: 31
Pages: 744-755
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cyclin-dependent kinase 9 forms a complex with GATA4 and is involved in the differentiation of mouse ES cells into cardiomyocytes.2011
Author(s)
Kaichi S, Takaya T, Morimoto T, Sunagawa Y, Kawamura T, Ono K, Shimatsu A, Baba S, Heike T, Nakahata T, Hasegawa K.
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Journal Title
J Cell Physiol.
Volume: 226
Pages: 248-254
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cell line-dependent differentiation of induced pluripotent stem cells into cardiomyocytes in mice.2010
Author(s)
Kaichi S, Hasegawa K, Takaya T, Yokoo N, Mima T, Kawamura T, Morimoto T, Ono K, Baba S, Doi H, Yamanaka S, Nakahata T, Heike T.
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Journal Title
Cardiovasc Res.
Volume: 88
Pages: 314-323
Peer Reviewed
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