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代謝とヒストン修飾の制御による安全かつ効率的な心筋細胞リプログラミング法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H04725
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ゲノム医科学
研究機関立命館大学

研究代表者

川村 晃久  立命館大学, 生命科学部, 准教授 (90393199)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード再生医学 / 幹細胞生物学 / リプログラミング / 細胞内代謝 / 心筋再生 / 幹細胞 / 代謝 / エピジェネティクス
研究成果の概要

研究代表者はこれまで、人工多能性幹細胞への初期化誘導過程の細胞から、腫瘍リスクを回避して心筋細胞を生み出す特定の細胞集団を同定した。そこで、本研究では、初期化誘導過程で代謝とエピジェネティクスを制御することで線維芽細胞から直接的に心筋細胞を誘導し、安全かつ効率的な心臓再生療法の確立を目的とした。遺伝子発現阻害実験や、網羅的遺伝子発現解析およびメタボローム解析の結果から、中胚葉が形成される原腸陥入期から器官形成器に近い状態までの部分的な初期化状態から心筋細胞が誘導されること、さらに、この誘導過程で好気性の代謝制御因子とクロマチン修飾に関わる因子が重要な役割を果たすことが見いだされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

心筋細胞の脱落が激しい重篤な末期心不全を治療する方法の一つとして、多能性幹細胞から心筋細胞を分化誘導させ移植する再生療法の実現が期待されている。人工多能性幹細胞は、胚性幹細胞の弱点である倫理的問題や拒絶反応に伴う移植不全を解決できる一方で、移植後の腫瘍形成や株間の分化効率の相違、実用化のための高額な費用など解決すべき問題は多い。本研究では、研究代表者が独自に見出した手法に加え、代謝とクロマチン修飾に関連する制御因子を利用して、安全かつ効率的に心筋細胞を作製する方法を開発した。この研究成果は、安全かつ効率的な心筋再生のための新たなツールとしてその実用化が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Applications of induced pluripotent stem cells in disease modelling and drug development for heart diseases.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakao S, Ihara D, Hasegawa K, Kawamura T
    • 雑誌名

      Eur Cardiol Rev

      巻: 15

    • DOI

      10.15420/ecr.2019.03

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] STAT3 for cardiac regenerative medicine: involvement in stem cell biology, pathophysiology, and bioengineering.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakao S, Tsukamoto T, Ueyama T, Kawamura T.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 6 ページ: 1937-1937

    • DOI

      10.3390/ijms21061937

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chimeric G-CSF receptor-mediated STAT3 activation contributes to efficient induction of cardiomyocytes from mouse induced pluripotent stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto T, Sogo T, Ueyama T, Nakao S, Harada Y, Ihara D, Akagi Y, Kida YS, Hasegawa K, Nagamune T, Kawahara M, Kawamura T.
    • 雑誌名

      Biotechnol J

      巻: - 号: 2 ページ: 1900052-1900052

    • DOI

      10.1002/biot.201900052

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 心臓・大血管の形態形成と転写調節因子2017

    • 著者名/発表者名
      深山俊治、瀬谷大貴、井原 大、川村晃久、渡邉裕介、中川 修
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 68 ページ: 531-535

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ERRによるメタボリックスイッチとiPS細胞誘導2016

    • 著者名/発表者名
      櫛笥博子、川村晃久、木田泰之
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 34 ページ: 2621-2624

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞への初期化に必要な代謝シフトにおける低酸素誘導因子HIF1の果たす役割2019

    • 著者名/発表者名
      石田智明、植山萌恵、井原 大、原田恭弘、赤間友美、徳永千尋、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第40回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] GataおよびT-box因子は胎生期心室筋におけるHey2遺伝子の転写を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      井原 大、渡邉裕介、瀬谷大貴、 磯本祥恵、荒井勇二、中野厚史、川村晃久、中川 修
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 胎生期血管形成におけるリン酸化酵素遺伝子SGK1の内皮特異的発現機構と下流シグナル伝達様式の解析2019

    • 著者名/発表者名
      原田恭弘、田中 亨、足立 淳、若林真樹、石濱 泰、渡邉裕介、川村晃久、中川 修
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 右心室および心室中隔におけるHey2発現は心臓形態形成に必須である2019

    • 著者名/発表者名
      瀬谷大貴、井原 大、川村晃久、渡邉裕介、中川 修
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 心臓大血管形成におけるHey転写因子の発現と機能2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉裕介、井原 大、瀬谷大貴、磯本祥恵、荒井勇二、中野厚史、川村晃久、久保 純、中川 修
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 運動誘発性徐脈マウスモデルにおける心臓ペースメーカー組織の遺伝子発現パターンの変化2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎聖也、水口幹公、呉 自飛、吉澤琢雄、徳永千尋、原田恭弘、植山萌恵、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 初期胚および多能性幹細胞におけるストレス応答シグナルの時空間的解析2019

    • 著者名/発表者名
      森田響香、徳永千尋、赤間友美、石田智明、井上拓海、井原 大、植山萌恵、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Disease-specific induced pluripotent stem cells in pathophysiological analysis and drug development for heart diseases2019

    • 著者名/発表者名
      Harada Y, Nakao S, Ihara D, Ueyama T, Hasegawa K, Kawamura T.
    • 学会等名
      The 16th CardioVascular Clinical Trialists Forum 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissecting the Process of Metabolic Shift during iPS Cell Reprogramming from Fibroblasts2018

    • 著者名/発表者名
      Teruhisa Kawamura
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The mechanism of Hey2 expression in cardiac development2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Ihara,Yusuke Watanabe,Daily Seya,Yukihiro Harada,Osamu Nakagawa,Teruhisa Kawamura
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SGK1 as a novel transcriptional target of BMP-ALK1 signaling in vascular endothelial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Harada,Yusuke Watanabe,Toru Tanaka,Dai Ihara,Osamu Nakagawa,Teruhisa Kawamura
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] miR17-92 cluster promotes efficiency of direct reprogramming to induced cardiomyocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoe Ueyama, Dai Ihara, Yukihiro Harada, Yuka Akagi, Daiki Arima, Sae Nakagawa, Takahiro Sogo, Shu Nakao, Teruhisa Kawamura
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcription-independent functions of local p53: a possible target to improve cardiac cell therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Tenghattakorn Araya,Tomomi Akama,Motoharu Yamasaki,Yukihiro Harada,Dai Ihara,Tomoe Ueyama,Takahiro Sogo,Shu Nakao,Teruhisa Kawamura
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the International Society of Cardiovascular Pharmacotherapy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞へのリプログラミングにおける細胞質およびミトコンドリアに局在するp53の解析2018

    • 著者名/発表者名
      赤間友美、山崎基春、植山萌恵、井原 大、原田恭弘、鳥居昇平、中川沙恵、赤木祐香、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 心臓発生におけるHey2の発現制御メカニズム解明2018

    • 著者名/発表者名
      井原 大、渡邉裕介、瀬谷大貴、磯本祥恵、川村晃久、中川 修
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 血管形成期における新規ALK1ターゲット遺伝子SGK1の血管内皮細胞特異的発現機構2018

    • 著者名/発表者名
      原田恭弘、田中亨、渡邉裕介、荒井勇二、磯本祥恵、中野厚史、川村晃久、中川 修
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ダイレクトリプログラミングによる線維芽細胞から心筋細胞および神経細胞への誘導制御に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      赤木祐香、原田 恭弘、植山萌恵、井原 大、中川沙恵、長谷川浩二、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第3回J-ISCP学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞形成過程におけるmiR17-92 clusterの役割とその標的遺伝子に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      中川沙恵、植山萌恵、井原 大、髙木智史、中山宗哉、原田恭弘、赤木祐香、十河孝浩、 川村晃久
    • 学会等名
      第38回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素誘導因子HIF1がiPS細胞形成に果たす役割に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居昇平、植山萌恵、塚本 輔、中山宗哉、原田恭弘、井原 大、中川沙恵、赤木祐香、山崎基春、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会(2017年度生命科学系学会合同年次大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] miR17-92 clusterはダイレクトリプログラミングによる誘導性心筋細胞の形成効率を亢進させる2017

    • 著者名/発表者名
      植山萌恵、原田恭弘、塚本 輔、井原 大、高木智史、赤木祐香、有馬大貴、鳥居昇平、中川沙恵、山崎基春、三原千明、十河孝浩、中尾 周、川村晃久
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会(2017年度生命科学系学会合同年次大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hey1転写調節因子の欠損マウスにおける胸部大血管形成異常と胎生期血管における遺伝子発現制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      深山俊治、渡邉裕介、瀬谷大貴、井原大、荒井勇二、磯本祥恵、川村晃久、中川 修
    • 学会等名
      第21回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] miR17-92 cluster領域のゲノム編集によるiPS細胞形成過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      高木智史、植山萌恵、井原 大、塚本 輔、中山宗哉、原田 恭弘、小原 惇、川村晃久
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県・横浜市
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 誘導性心筋細胞(iCM)へのダイレクトリプログラミングにおける細胞周期と代謝の変化2016

    • 著者名/発表者名
      原田恭弘、植山萌恵、塚本 輔、小原 惇、井原 大、中山宗哉、高木智史、十河孝浩、川村晃久
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県・横浜市
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞誘導によるATP量の変動とそのメカニズムの解析2016

    • 著者名/発表者名
      中山宗哉、高木智史、原田 恭弘、植山萌恵、塚本 輔、井原 大、大矢知佳、十河孝浩、川村晃久
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター、宮城県・仙台市
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 体細胞からiPS細胞への初期化制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      川村晃久
    • 学会等名
      第6回細胞再生医療研究会
    • 発表場所
      臨床研究情報センター、兵庫県・神戸市
    • 年月日
      2016-07-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 誘導性心筋細胞(iCM)へのダイレクトリプログラミングが細胞周期と代謝に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      原田 恭弘、中山宗哉、高木智史、植山萌恵、塚本 輔、井原 大、成川智貴、十河孝浩、長谷川浩二、川村晃久
    • 学会等名
      第2回 J-ISCP学術集会
    • 発表場所
      阿波観光ホテル、徳島県・徳島市
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ ~川村研究室へようこそ~

    • URL

      http://kawamura-lab.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [産業財産権] 人工多能性幹細胞、心筋細胞又はその前駆細胞の製造方法2016

    • 発明者名
      川村晃久
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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