2014 Fiscal Year Annual Research Report
メカノメディスン：メカノ医工学を駆使した再生医療・生殖医療への展開
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26220203
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
成瀬 恵治 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (40252233)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 英正 岡山大学, 大学病院, 教授 (50372579)
入部 玄太郎 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (90284885)
松浦 宏治 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (70443223)
高橋 賢 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (50432258)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 心筋細胞 / 機械刺激 / 再生医療 / 人工多能性幹細胞 / 心筋幹細胞 / 生殖補助医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①メカノ心臓再生医療
1. ストレッチ・シェアストレス負荷vascularized心筋ブロックの作成：ラット胎児心臓から単離した心筋細胞を用いて予備実験を行った。単離心筋をゲル状培地上で培養し、自律的に収縮する心筋組織の取得に成功した。この組織に伸展刺激を負荷することにより、組織の収縮能が増強されることを確認した。共焦点顕微鏡を用いた観察により、伸展刺激を負荷した心筋では収縮タンパクの密度が高いことを確認した。
2. 培養心筋ブロックの力学機能評価の予備実験として、カーボンファイバーを用いた心筋細胞の力学評価を行った。亜急性の伸展刺激（5分程度）によって起こる緩やかな張力増加(slow force response: SFR)におけるカルシウム動態の変化を確認し、そのときの筋小胞体カルシウム容量の変化を確認した。
②メカノ生殖補助医療：生殖補助医療における新規治療デバイスの開発
マウス二細胞期胚から胚盤胞まで体外で培養する際に、静置培養で培地成分の違いやメカニカルストレス (MS) の有無による遺伝子発現の違いを網羅的に解析した。培地の差異とMSの有無により、胚発育、細胞死、環境ストレスに関与する幾つかの遺伝子発現に有意差や特異的差異がみられた。
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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
①メカノ心臓再生医療
1. ストレッチ・シェアストレス負荷vascularized心筋ブロックの作成：ラット胎児心臓から単離した心筋細胞を用いた予備実験により、3次元的に細胞を培養する技術、およびその組織に伸展刺激を負荷する技術が確立された。
②メカノ生殖補助医療：生殖補助医療における新規治療デバイスの開発
次世代シーケンサーを用いた遺伝子発現解析に必要な初期胚からのmRNA抽出が可能となり、解析が可能なデータが得られたために、メカノ生殖補助医療に関する効果を議論できる下地ができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
①メカノ心臓再生医療
1. ストレッチ・シェアストレス負荷vascularized心筋ブロックの作成：ヒト人工多能性幹細胞（iPS細胞）を心筋細胞に分化させ、3次元培養組織を作成する。この組織に血管内皮細胞を加え、血流を与えうる組織を構築する。その際、伸展刺激およびシェアストレスを負荷することにより、組織形成の効率化を促す。
2. 培養心筋ブロックの力学機能評価の予備実験として、心室内膜側と外膜側心筋細胞の力学評価を行い、機能的培養組織の力学機能条件を確認する。
②メカノ生殖補助医療：生殖補助医療における新規治療デバイスの開発
マウス体外受精胚の網羅的遺伝子発現解析結果が得られており、そのデータの解析を平成27年度に行う。体外受精胚とmating胚における遺伝子発現の違いに着目して、体外培養における効果を検討するとともに、今後マイクロアレイで解析すべき遺伝子ターゲットを絞る。また、これまでマウス受精卵に負荷したMSは卵管内MSとほぼ同じであるため、静水圧等のより大きなMSを負荷した際の応答を検証する計画である。
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Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Involvement of S1P1 receptor pathway in angiogenic effects of a novel adenosine-like nucleic acid analog COA-Cl in cultured human vascular endothelial cells.2014
Author(s)
Igarashi J, Hashimoto T, Kubota Y, Shoji K, Maruyama T, Sakakibara N, Takuwa Y, Ujihara Y, Katanosaka Y, Mohri S, Naruse K, Yamashita T, Okamoto R, Hirano K, Kosaka H, Takata M, Konishi R, Tsukamoto I
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Journal Title
Pharmacology Research & Perspectives
Volume: 2(5)
Pages: e00068
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Directed differentiation of patient-specific induced pluripotent stem cells identifies the transcriptional repression and epigenetic modification of NKX2-5, HAND1, and NOTCH1 in hypoplastic left heart syndrome.2014
Author(s)
Kobayashi J, Yoshida M, Tarui S, Hirata M, Nagai Y, Kasahara S, Naruse K, Ito H, Sano S, Oh H
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9(7)
Pages: e102796
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] TRPV2 is critical for the maintenance of cardiac structure and function in mice.2014
Author(s)
Katanosaka Y, Iwasaki K, Ujihara Y, Takatsu S, Nishitsuji K, Kanagawa M, Sudo A, Toda T, Katanosaka K, Mohri S, Naruse K
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 29(5)
Pages: 3932
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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