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疾患iPS細胞由来三次元バイオマテリアル心臓組織を用いた心筋症治療薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K10626
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 心臓血管外科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

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)

研究分担者 池田 義  京都大学, 医学研究科, 准教授 (40281092)
南方 謙二  京都大学, 医学研究科, 講師 (60539675)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード心臓再生医療 / iPS細胞 / バイオエンジニアリング / 心筋疾患外科学 / 拡張型心筋症 / 再生医学 / 創薬研究 / バイオマテリアル
研究成果の概要

疾患再現モデル作製のための細胞準備として、拡張型心筋症患者等から樹立したiPS細胞を用いた、心筋細胞などの心臓を構成する細胞への分化誘導の方法を確立した。また詳細な病態再現を行うための三次元組織を作製・解析したところ、イオンチャネル関連遺伝子発現等の未成熟性が明らかとなった。新規薬剤開発に適した成熟化三次元人工心臓組織を構成するために、電気刺激による成熟化トレーニング培養による成熟化を試み、成熟心筋組織に関連する構造蛋白などのmRNA発現上昇を確認した。これらの結果から、新規薬剤開発に使用しうる疾患iPS細胞由来三次元バイオマテリアル人工心臓組織の開発における基礎研究基盤が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本邦においては、今後心不全患者の増加が予想されている一方で、心臓移植や植込み型人工心臓は未だ十分な供給がなされない状況がある。本研究成果は、心不全患者に対する創薬研究における、iPS細胞を用いた新たな技術基盤を与えるものであり、ヘルスケアおよび医療経済に対し貢献しうるものである。また、心筋症患者iPS細胞由来成熟化人工心臓組織は、疾患の病態をin vitroで再現しうるものであり、疾患進行に関してこれまで動物実験などで得られなかった新たな学術的発見をもたらすのに貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chronic optical pacing conditioning of h-iPSC engineered cardiac tissues.2019

    • 著者名/発表者名
      Dwenger M, Kowalski WJ, Ye F, Yuan F, Tinney JP, Setozaki S, Nakane T, Masumoto H, Campbell P, Guido W, Keller BB.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng

      巻: 10 ページ: 204173141984174-204173141984174

    • DOI

      10.1177/2041731419841748

    • 関連する報告書
      2018 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] Human iPS cell-engineered three-dimensional cardiac tissues perfused by capillary networks between host and graft.2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Yamashita JK.
    • 雑誌名

      Inflamm Regen.

      巻: 38 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1186/s41232-018-0084-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human iPS cell-derived cardiac tissue sheets for functional restoration of infarcted porcine hearts.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishigami M, Masumoto H, Ikuno T, Aoki T, Kawatou M, Minakata K, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, Minatoya K.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 13 号: 8 ページ: e0201650-e0201650

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0201650

    • NAID

      120006552912

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sustained release of basic fibroblast growth factor using gelatin hydrogel improved left ventricular function through the alteration of collagen subtype in a rat chronic myocardial infarction model.2018

    • 著者名/発表者名
      Li Z, Masumoto H, Jo JI, Yamazaki K, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K.
    • 雑誌名

      Gen Thorac Cardiovasc Surg.

      巻: 66 号: 11 ページ: 641-647

    • DOI

      10.1007/s11748-018-0969-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A therapeutic angiogenesis of sustained release of basic fibroblast growth factor using biodegradable gelatin hydrogel sheets in a canine chronic myocardial infarction model.2018

    • 著者名/発表者名
      Kumagai M, Minakata K, Masumoto H, Yamamoto M, Yonezawa A, Ikeda T, Uehara K, Yamazaki K, Ikeda T, Matsubara K, Yokode M, Shimizu A, Tabata Y, Sakata R, Minatoya K.
    • 雑誌名

      Heart Vessels

      巻: 33 号: 10 ページ: 1251-1257

    • DOI

      10.1007/s00380-018-1185-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Cell Composition and Geometry on Human Induced Pluripotent Stem Cells-Derived Engineered Cardiac Tissue.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakane T, Masumoto H, Tinney JP, Yuan F, Kowalski WJ, Ye F, LeBlanc AJ, Sakata R, Yamashita JK, Keller BB.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 45641-45641

    • DOI

      10.1038/srep45641

    • NAID

      120006309290

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of Cardiomyocyte Alignment from Three-Dimensional (3D) Confocal Microscopy of Engineered Tissue.2017

    • 著者名/発表者名
      Kowalski WJ, Yuan F, Nakane T, Masumoto H, Dwenger M, Ye F, Tinney JP, Keller BB.
    • 雑誌名

      Microsc Microanal.

      巻: 23 号: 4 ページ: 826-842

    • DOI

      10.1017/s1431927617000666

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient and robust differentiation of endothelial cells from human induced pluripotent stem cells via lineage control with VEGF and cyclic AMP.2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuno T, Masumoto H, Yamamizu K, Yoshioka M, Minakata K, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 3 ページ: e0173271-e0173271

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0173271

    • NAID

      120005997909

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Untiring steps toward the maturation of human stem cell-engineered heart tissue.2017

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Yamashita JK.
    • 雑誌名

      Ann Transl Med

      巻: 5 号: 4 ページ: 87-87

    • DOI

      10.21037/atm.2017.01.60

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human iPS Cell-Derived Cardiac Tissue Sheets: a Platform for Cardiac Regeneration.2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Yamashita JK.
    • 雑誌名

      Curr Treat Options Cardiovasc Med.

      巻: 18 号: 11 ページ: 65-65

    • DOI

      10.1007/s11936-016-0489-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The myocardial regenerative potential of three-dimensional engineered cardiac tissues composed of multiple human iPS cell-derived cardiovascular cell lineages.2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Nakane T, Tinney JP, Yuan F, Ye F, Kowalski WJ, Minakata K, Sakata R, Yamashita JK, Keller BB.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 29933-29933

    • DOI

      10.1038/srep29933

    • NAID

      120005829361

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 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] 同種 iPS 細胞を用いた心不全治療を目指して:これからの心不全治療における iPS 細胞を用いた再生医療の役割2019

    • 著者名/発表者名
      升本英利
    • 学会等名
      第18回再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心臓再生医療用のヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体の開発2018

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,中根 武一郎,平尾 慎吾,瀧本 真也,李 子澎,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,田畑 泰彦,山下 潤,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第118回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミニブタ心筋梗塞モデルに対するヒトiPS細胞由来積層化心臓組織シート移植による心機能改善効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      平尾 慎吾,升本 英利,西尾 博臣,川東 正英,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,田畑 泰彦,山下 潤,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第118回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マウス下肢虚血モデルにおけるゼラチンスポンジを用いたiPS細胞由来血管構成細胞移植による血流改善および血管再生効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      津丸 真一,升本 英利,川東 正英,幾野 毅,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第46回日本血管外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Human iPSC-derived cardiac tissue transplantation to a rat unloaded ischemic heart model2018

    • 著者名/発表者名
      Heima D, Masumoto H, Kawatou M, Osada H, Takeda M, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita J.K.
    • 学会等名
      第2回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた致死性心室性不整脈再現3次元心臓組織モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      川東 正英,升本 英利,金光 ひでお,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第71回日本胸部外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 左室補助装置下の虚血性心疾患におけるヒトiPS細胞由来心臓組織移植の効果について:ラット異所性移植モデルを用いた検討2018

    • 著者名/発表者名
      平間 大介,升本 英利,川東 正英,金光 ひでお,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第71回日本胸部外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Updates for Cardiovascular Regenerative Medicine Based on Biomaterials and Beyond.2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H.
    • 学会等名
      第5回国際組織工学・再生医療学会世界会議
    • 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] Torsade de Pointes arrhythmia model in vitro with 3D human iPS cell-engineered heart tissue2018

    • 著者名/発表者名
      Kawatou M, Masumoto H, Ashihara T, Yamashita JK.
    • 学会等名
      第5回国際組織工学・再生医療学会世界会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Human iPS Cell-Derived Cardiac Tissue Transplantation to a Rat Unloaded Ischemic Heart Model Mimicking Left Ventricular Assist Device Implantation2018

    • 著者名/発表者名
      Heima D, Masumoto H, Kawatou M, Osada H, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita J.K.
    • 学会等名
      AHA (American Heart Association) Scientific Sessions 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多能性幹細胞由来バイオエンジニアリング心臓組織の外科的移植による心筋再生研究2017

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,坂田 隆造,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第47回日本心臓血管外科学会学術総会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心臓構成細胞を用いた再生医療用の三次元人工心筋組織の開発2017

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,中根 武一郎,南方 謙二,池田 義,坂田 隆造,湊谷 謙司,山下 潤,Bradley B.Keller.
    • 学会等名
      第117回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Human iPS Cell-deriverd Cardiac Tissue(HiCT) for cardiac regenerative therapy2017

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H.
    • 学会等名
      European Society for Cardiology Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bioengineered cardiac cell sheets2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H
    • 学会等名
      HA American Heart Association 2016
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A technology for cardiac regeneration using human iPS cell-derived cardiac tissue including multiple cardiovascular lineages2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Yamamizu K, Ikuno T, Takakubo H, Minakata K, Ikeda T, Tabata Y, Yamashita J.K.
    • 学会等名
      AHA American Heart Association 2016
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞および血管構成細胞を含む三次元人工心筋組織による心筋再生についての検討2016

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,中根 武一郎,南方 謙二,池田 義,坂田 隆造
    • 学会等名
      第69回日本胸部外科学会定期学術集会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Implantation of human iPS cell-derived engineered cardiac tissues including cardiomyocytes and multiple vascular lineages ameliorates cardiac dysfunction after myocardial infarction in a rat model2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Nakane T, J P.Tinney, F Yuan, W J.Kowalski, Minakata K, Sakata R.
    • 学会等名
      European Society of Cardiology (ESC) Congress 2016
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Therapeutic potential of human iPS cell-derived engineered cardiac tissue including cardiomyocytes and multiple vascular lineages for myocardial infarction.2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Nakane T, J P.Tinney, F Yuan, F Ye, W J.Kowalski, Minakata K, Sakata R, Yamashita J K, B B.Keller.
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research(ISSCR) 2016
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心臓構成細胞を含む三次元人工心筋組織移植による心筋再生についての検討2016

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,中根 武一郎,Joseph Tinney,南方 謙二,坂田 隆造,山下 潤,Bradley Keller.
    • 学会等名
      第37回日本炎症・再生医学会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2016-06-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of 3-dimensional cardiac tissue with human iPS cells and tissue engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H
    • 学会等名
      The 9th Pan Pacific Symposium on Stem Cells and Cancer Research (PPSSC)
    • 発表場所
      Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Stem Cells in Clinical Practice and Tissue Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Nakane, T, Masumoto H, Keller BB.
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      InTech Open
    • ISBN
      9781789230116
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学 心臓血管外科

    • URL

      http://kyoto-cvs.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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