新規化合物による高効率な多能性幹細胞-心筋分化誘導法の開発

• 研究課題/領域番号: 15K08270
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 大阪大学 (2017); 京都大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 南 一成 大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (40362537)
• 連携研究者: 上杉 志成 京都大学, 化学研究所, 教授 (10402926)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 低分子化合物 / 心筋分化誘導 / 多能性幹細胞 / 臨床応用 / 心筋細胞 / 細胞凍結法

研究成果の概要

一般に細胞分化培養には成長因子等の組み換え蛋白質や血清成分など、高コストでコンタミリスクのある生体由来の高分子が大量に必要であるため、本研究ではそれらを使わない培養方法の開発を試みている。
ケミカルスクリーニングにより発見された、心筋細胞への分化を促進する新規化合物KY03-Iを用いて、独自のiPS細胞の心筋分化誘導法を確立してきた。この心筋誘導法は低分子化合物とアミノ酸のみの培養条件で行われており、細胞分化を人工物のみで誘導した唯一の手法である。心筋細胞の純度が90%以上と安定して高い上に、培養液が低コストでコンタミリスクも低く、3次元浮遊培養系であるため、大量細胞培養にも適している。

研究成果

• [雑誌論文] Glucose inhibits cardiac muscle maturation through nucleotide biosynthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakano Haruko、Minami Itsunari、et al.,
  • 雑誌名: eLife 巻: 6 ページ: 29330-29330
  • DOI: 10.7554/elife.29330
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiac Tissue-like Constructs for Repairing the Infarcted Myocardium (2017)
  • 著者名/発表者名: Li Junjun、Minami Itsunari、Shiozaki Motoko、Yu Leqian、Yajima Shin、Miyagawa Shigeru、Shiba Yuji、Morone Nobuhiro、Fukushima Satsuki、Yoshioka Momoko、Li Sisi、Qiao Jing、Li Xin、Wang Lin、Kotera Hidetoshi、Nakatsuji Norio、Sawa Yoshiki、Chen Yong、Liu Li
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 9 号: 5 ページ: 1546-1559
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.09.007
  • NAID: 120006358786
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of extracellular matrix on engraftment and maturation of pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes in a rat myocardial infarct model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara T, Okano S, Ichimura H, Kadota S, Tanaka Y, Minami I, Uesugi M, Wada Y, Saito N, Okada K, Kuwahara K, Shiba Y
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 号: 1 ページ: 8630-8630
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09217-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Friedreich’s ataxia induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes display electrophysiological abnormalities and calcium handling deficiency (2017)
  • 著者名/発表者名: Crombie Duncan E.、Curl Claire L.、Raaijmakers Antonia JA、Sivakumaran Priyadharshini、Kulkarni Tejal、Wong Raymond CB、Minami Itsunari、et al.,
  • 雑誌名: Aging 巻: 9 号: 5 ページ: 1440-1452
  • DOI: 10.18632/aging.101247
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A synthetic hybrid molecule for the selective removal of human pluripotent stem cells from cell mixtures. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mao, D., Ando, S., Sato, S., Qin, Y., Hirata, N., Katsuda, Y., Kawase, E., Kuo, T.F., Minami, I., Shiba, Y., Ueda, K., Nakatsuji, N., Uesugi, M.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 7 ページ: 1765-1770
  • DOI: 10.1002/anie.201610284
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two dimensional electrophysiological characterization of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte system. (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhu H, Scharnhorst KS, Stieg AZ, Gimzewski JK, Minami I, Nakatsuji N, Nakano H, Nakano A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7;7 号: 1 ページ: 43210-43210
  • DOI: 10.1038/srep43210
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiba Y, Gomibuchi T, Seto T, Wada Y, Ichimura H, Tanaka Y, Ogasawara T, Okada K, Shiba N, Sakamoto K, Ido D, Shiina T, Ohkura M, Nakai J, Uno N, Kazuki Y, Oshimura M, Minami I, Ikeda U
  • 雑誌名: Nature 巻: 538 号: 7625 ページ: 388-391
  • DOI: 10.1038/nature19815
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] On chip purification of hiPSC-derived cardiomyocytes using a fishnet-like microstructure (2016)
  • 著者名/発表者名: Xin Li, Leqian Yu, Junjun Li, Itsunari Minami, Minako Nakajima, Yuichiro Noda, Hidetoshi Kotera, Li Liu*, Yong Chen*
  • 雑誌名: Biofabrication 巻: 8 号: 3 ページ: 035017-035026
  • DOI: 10.1088/1758-5090/8/3/035017
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Extracellular Recordings of Patterned Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes on Aligned Fibers (2016)
  • 著者名/発表者名: Li, J.; Minami, I.; Yu, L.; Tsuji, K.; Nakajima, M.; Qiao, J.; Suzuki, M.; Shimono, K.; Nakatsuji, N.; Kotera, H.; Liu, L*.; Chen, Y*.
  • 雑誌名: Stem cells international 巻: 2634013 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1155/2016/2634013
  • NAID: 120005829439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] iPS-心筋細胞の実用化研究について (2017)
  • 著者名/発表者名: 南一成
  • 学会等名: 超異分野学会
  • 発表場所: 東京都千代田区外神田
  • 年月日: 2017-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞由来心筋細胞の応用研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 南一成
  • 学会等名: 京都市ライフイノベーション創出支援センターシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] The clinical-grade production of human PSC-derived cardiac cells by using chemical materials (2016)
  • 著者名/発表者名: 南一成
  • 学会等名: 信州大学バイオメディカル研究所国際シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学バイオメディカル研究所
  • 年月日: 2016-01-19
  • 招待講演
• [産業財産権] 多能性幹細胞由来心筋細胞の凝集体の凍結方法 (2017)
  • 発明者名: 南 一成
  • 権利者名: 南 一成
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-03-17
  • 外国