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ヒトiPS細胞由来3D心臓組織を用いた新規心臓収縮能評価系の構築と創薬応用

研究課題

研究課題/領域番号 15F15418
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 循環器内科学
研究機関京都大学

研究代表者

山下 潤  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)

研究分担者 LOPEZ DAVILA VICTOR  京都大学, iPS細胞研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワード再生医学 / 細胞・組織 / 組織工学 / 心臓 / 循環器・高血圧 / ヒトiPS細胞 / 組織構築 / 心毒性 / 力学的特性 / 細胞・組織モデル
研究実績の概要

受入研究代表者等は、ゼラチンハイドロゲル微粒子(GHM)を細胞シート間に挿入することにより、15枚のシートを数時間以内で用手的に積層し、培養1週間後においても拍動を続ける厚さ1mmの肥厚した心臓組織を得ることに成功している(Matsuo, Sci Rep, 2015)。本研究では、この3次元的心臓組織形成技術を用いて、心臓の力学的特性・収縮力に及ぼす作用を評価する新しい実験系の構築を行う。特別研究員の有する3D組織培養の経験とノウハウを応用しながら、力学的測定が可能なレベルの強固な組織構築と収縮力測定法の開発を行う。また組織強度の増強及び力学的負荷による組織リモデリングや収縮力、組織強度を検討するため、新たに3D心臓組織への伸展刺激負荷を行う。
1)ヒトiPS細胞由来心臓組織を用いた収縮力測定法の開発:ヒトiPS細胞由来心臓組織を用いて、その収縮力・力学特性の測定を可能とする。収縮力、弾性、張力等を画像解析装置、張力測定装置等を用いて測定する。
2)3D心臓組織への伸展刺激負荷による組織リモデリング、収縮力、組織強度の検討これまでに作製した3D心臓組織に対して、伸展刺激負荷を加えることが可能となっている。伸展刺激による心臓組織の変化(細胞配向性や細胞構成、配置の変化、ECMの変化)や収縮力及び組織強度の変化を検討する。
結果:ヒトiPS細胞由来心臓組織に対して細胞外マトリックスなどによるScaffoldの使用なしに伸展刺激を加えられるシステムを開発した。さらに電気刺激を加えることも可能とした。伸展と電気の同時刺激により、ヒトiPS細胞由来心臓組織内の細胞配列の変化及び心筋細胞の成熟化が誘導されることを見いだしている。1)2)に関して基本技術及び新規技術の開発に成功し、心臓組織変化も検出しており、研究はほぼ順調に進捗した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] べーリンガーインゲルハイム株式会社(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Novel in Vitro Modeling of Lethal Arrhythmias with 3D Cardiac Structure Derived from Human iPS Cells2018

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      Myocardial Ischemia Symposium in Korea 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来3D心臓組織による心臓再生の試み2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第26回日本心血管インターベンション治療学会「特別企画」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 10年後の循環器領域における再生医療2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第26回日本心血管インターベンション治療学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織工学を用いた多層化心筋組織の作製と治療応用2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      日本炎症再生医学会/日本再生医療学会ジョイントシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた新しい3次元的組織モデル2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      日本炎症再生医学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臨床応用へ動き出したiPS細胞による心臓再生治療ー心臓細胞多層体の実用化ー2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      県南循環器懇話会特別講演
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cardiovascular regeneration with human pluripotent stem cell-derived 3D cardiac tissue2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium of Vascular Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた心血管系の分化再生研究-新たな細胞・モデル・治療戦略の探索-2017

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      心血管代謝週間CVMW2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 山下研 京都大学iPS細胞研究所

    • URL

      https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/yamashita/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 山下研究室ホームページ

    • URL

      http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/yamashita/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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