Establishment of cardiac pacemaker cells differentiated from mouse ES cells and Development of new transplantation therapy with artificial pacemaker cells.

• Project/Area Number: 19591617
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Thoracic surgery
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: YANAGI Kentoku University of Toyama, 大学病院, 助教 (60447654)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2009: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2008: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2007: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 心臓大血管外科学 / ペースメーカー / 再生医学

Research Abstract

マウスES細胞よりペースメーカー細胞を単独に分化誘導し、洞不全症候群に対する細胞移植治療の糸口を見出すことが私の目的であるが、いまだにペースメーカー細胞たるに必要十分な条件(性質)は報告されていない。心臓ペースメーカー細胞を単離し、治療手段とするにはペースメーカー細胞たる必要十分条件を規定せねばならず、先ずはその探索を行った。方法としては未分化細胞の段階で心筋特異的プロモーターの下流にGFPを配置したプラスミドを導入し、心筋に分化した際には蛍光下で緑に光る細胞を分化誘導した。引き続きフローサイトメトリーにてGFP陽性細胞を心筋細胞として単離し、パッチクランプ法にて単一拍動心筋細胞の電気生理学的なイオンチャンネル解析を行った。
その結果、いわゆる心臓ペースメーカー細胞と呼ばれる細胞にはHCNチャンネルとCavチャンネルが過剰発現しており、Kirチャンネルはダウンレギュレートされている事実が判明した。
上記の事実よりチャンネル上の性質と照らし合わせて性質の一致する細胞を単離できれば心臓ペースメーカー細胞のみの回収が可能となる。ひいてはペースメーカー細胞の移植治療へと繋がっていく。また、すでにRNAiを用いて転写因子X遺伝子をRNAレベルで抑制することでHCNチャンネルの過剰発現、Cavチャンネルの過剰発現、Kirチャンネルの発現低下がおこることが分かっている。上記の事実を踏まえペースメーカー細胞の単離、同定、移植を目指して実験を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] Hyperpolarization-Activated Cyclic Nucleotide-Gated Channels andT-Type Calcium Channels Confer Automaticity of Embryonic Stem Ce11-Derived Cardiomyocytes (2007)
  • Journal Title: Stem Cells 25 Pages: 2712-2719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hyperpolarization-Activated Cyclic Nucleotide-Gated Channels andT-Type Calcium Channels Confer Automaticity of Embryonic Stem Ce11-Derived Cardiomyocytes (2007)
  • Author(s): Kentoku Yanagi
  • Journal Title: Stem Cells 25 Pages: 2712-2719
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 羊膜未分化細胞の樹立並びに心筋・血管への分化誘導についての考察 (2009)
  • Organizer: 日本心臓血管外科学会第39回総会シンポジウム
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2009-04-22
• [Presentation] 羊膜未分化細胞の樹立並びに心筋・血管への分化誘導についての考察 (2009)
  • Author(s): 柳堅徳
  • Organizer: 第39回日本心臓血管外科学会総会 シンポジウム
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2009-04-22
• [Presentation] マウスES細胞由来心筋細胞におけるイオンチャンネルの解析 (2008)
  • Organizer: 日本外科学会第108回定期学術集会
  • Place of Presentation: 長崎(一般口演)
  • Year and Date: 2008-05-17
• [Presentation] マウスES細胞由来心筋細胞におけるイオンチャンネルの解析 (2008)
  • Author(s): 柳 堅徳
  • Organizer: 日本外科学会第108回定期学術集会 一般口演
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2008-05-17