2022 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS細胞由来人工心臓組織における成熟化プロセスの理解と制御法の確立
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22K08934
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長田 裕明 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (10915432)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
升本 英利 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
村田 梢 京都大学, 医学研究科, 助教 (80884329)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 心臓再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではiPS細胞由来人工心臓組織において、糖代謝から脂肪酸代謝への代謝スイッチ・流水刺激や電気刺激などの物理的刺激が組織成熟に対して促進的に働き、臨床応用に資する成熟レベルを達成しうるかどうかを、成熟化培養・組織成熟の評価および心疾患動物モデルを用いた検証を通して明らかにし、組織解析により成熟関連分子機構を同定することによりそのプロセスの制御法を見出す。本年度は以下の2項目において主に研究開発を行った。
1. iPS細胞由来心臓組織の作製：3Dマイクロ心臓組織を構成する細胞として、心筋細胞・血管内皮細胞・血管壁細胞を既報の方法（Masumoto,Scientific Reports 2014）およびその修正によって誘導し、細胞組成の比率の最適化を行った。その後、我々の有する多層積層化シートおよびコラーゲンIなどのバイオマテリアルを用いた立体化について、代表的なiPSライン（201B6株）において作製プロトコルを最適化した。
2. 代謝スイッチによる成熟化培養条件の特定：新生児脂肪酸組成（Yang, Stem Cell Reports 2020）およびペルオキシソーム増殖因子活性化核内受容体（PPAR）や、ホルモンの関与を示唆している報告（Hirose，Science 2019など）を参考に、各種化合物存在下で1.で作成したマイクロ心臓組織を培養し、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およびPPARA agonistを投与し、脂肪酸トランスポーターであるCD36の発現上昇による組織の成熟化を見出した。またその心臓組織の成熟化を、物理生物学的機能（電気刺激に対する応答性）、組織学的特性（蛍光免疫染色、組織免疫染色、電子顕微鏡観察）、生化
学的特性（リアルタイム定量PCR解析）、および配向性により評価した。
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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
本年度においては、この研究の初期段階において特に重要と思われるiPS細胞由来心臓組織の作製および代謝スイッチによる成熟化培養条件の特定において重要な成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度における研究成果を用いて、物理的刺激との複合効果による成熟化の評価およびシングルセルRNAシークエンス解析、トランスクリプトーム解析、リアルタイム定量PCR 解析による組織成熟化に関わる分子機構の同定を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は細胞培養に関連する経費が予想よりも安価であったために一部を次年度に繰り越すこととなった。次年度はその分実験量を増やす予定である。
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