| Project/Area Number |
19KK0219
|
|---|
| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
|
|---|
| Research Institution | Jichi Medical University |
|---|
Principal Investigator |
魚崎 英毅 自治医科大学, 医学部, 准教授 (90740803)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 満 自治医科大学, 医学部, 講師 (20822357)
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
|
|---|
| Keywords | 心筋細胞 / 成熟 / 比較トランスクリプトーム / 心臓 / 発生・発達 / 多能性幹細胞 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
多能性幹細胞から得られる心筋細胞（PSC-CMs）は再生医療に加えて、疾患研究や創薬への利用が期待されている。しかし、PSC-CMsは、成体の心筋細胞とはその特性に大きな乖離がある。今後の応用を進めるためには、ヒト心筋細胞の成熟過程の理解と、その理解に基づいた成熟法や解析基盤が必要となる。Johns Hopkins大学Chulan Kwon准教授は新生仔ラットの心臓へPSC-CMsを移植することで、成熟した成体型のPSC-CMsを得る生体内成熟法を確立した。本研究では、生体内成熟法を用いることで、成熟過程のトランスクリプトームと、成熟レポーター細胞の開発と検証を行う。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は新型コロナウイルス感染症のため、共同研究先であるJohns Hopkins大学へ渡航しての実験を行うことができなかったため、全体的な研究計画を見直し、アプローチを変えて研究を進めた。
(1) Johns Hopkins大学では、研究代表者の魚崎が研究の端緒を掴んだ心筋細胞成熟過程におけるPGC1a/bの機能解析を行い、PGC1a/bがYAPおよびSF3B2を介して、心筋細胞の成熟を制御していることを明らかにし、論文発表を行った(Murphy, Nature Communication, 2021)。
(2) 自治医科大学ではマウスおよびヒトにおいて成熟マーカー遺伝子の解析を行った。2019年度に樹立したマウスノックインES細胞からキメラマウスを作出し、交配を行ったが、いずれの株も生殖系列に寄与せず、マーカー遺伝子を有する産仔を得ることができなかった。現在、AAVを用いた受精卵でノックインを行うための準備を進めている。一方ヒトiPS細胞において4系統のノックイン細胞を樹立し、うち3系統で成熟が進むと蛍光タンパクを発現し、レポーターとして有用であることが確認できた。
(3) 試験管内でPSC-CMsのサルコメア機能評価を容易にするための手法開発を行い、論文発表を行った（Ahmed, J Vis Exp, 2021）。
(4) 哺乳類と比べて非常に未熟な段階で出産するオポッサムとマウスの比較トランスクリプトームを行い、心筋細胞の増殖・成熟制御の新しいメカニズムを同定し、現在論文を投稿中である（理化学研究所木村博士との共同研究）。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要に記載したとおり、新型コロナウイルス感染症の広がりより、渡米しての実験が行えていない。代替アプローチにより、研究を進めている。
マウスノックインES細胞により作出したキメラマウスからレポーターを持つ産仔が得られず、新しいアプローチでノックインマウスの樹立をMax Planck Florida Instituteの西園博士と進めていたが、西園博士が2021年4月に金沢医大に着任するため帰国したため、実験中断を余儀なくされた。2021年度に国内で継続予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
少なくとも渡米再開には新型コロナウイルスに対するワクチン接種が日米両国で進み、感染症がコントロール可能になる必要があるが、早くとも2021年度前期では期待できない。状況が改善すれば渡米し、必要な実験を進めたい。
すでにヒトiPS細胞で成熟を反映できる新しいレポーターの候補が得られているため、成熟レポーター陽性細胞の機能評価等を進め、また、細胞に対する機械的刺激の影響を評価する実験を先行して進める。
|
