代謝制御によるヒトiPS細胞由来心筋細胞におけるタイプ別選別法の確立と応用

• 研究課題/領域番号: 17H05067
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 遠山 周吾 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (90528192)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2017年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: ヒトiPS細胞 / 代謝 / 心筋細胞 / 移植 / 創薬 / 幹細胞生物学 / 再生医療 / iPS細胞 / 再生医学 / 細胞移植

研究成果の概要

本研究の目的は、代謝制御によるタイプ別心筋作製法を確立し、細胞移植治療や創薬へ応用することである。本研究では、（１）培養液の組成を工夫することにより、ヒトiPS細胞における増殖を促進する条件を見出すことに成功した。また、（２）ヒトiPS細胞由来のタイプ別心筋細胞の高効率分化誘導法を確立した。さらに、（３）タイプ別心筋細胞においてマルチオミクス解析を行うことにより代謝プロファイルを評価した。本研究成果により、今後の再生医療および創薬を大きく推進することが期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は、代謝プロファイルを基盤にヒトiPS細胞の増殖能をコントロールするだけでなく、高純度心室筋細胞と非心室筋細胞を作り分ける技術を開発することで、表現型のばらつきを解消する点である。表現型のばらつきを解消することで、安全かつ有効な再生医療の実現化および創薬への応用が期待できるため、社会的意義も極めて高いと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a transplant injection device for optimal distribution and retention of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Tabei R, Kawaguchi S, Kanazawa H, Tohyama S, Hirano A, Handa N, Hishikawa S, Teratani T, Kunita S, Fukuda J, Mugishima Y, Suzuki T, Nakajima K, Seki T, Kishino Y, Okada M, Yamazaki M, Okamoto K, Shimizu H, Kobayashi E, Tabata Y, Fujita J, Fukuda K
  • 雑誌名: The Journal of heart and lung transplantation 巻: 38 号: 2 ページ: 203-214
  • DOI: 10.1016/j.healun.2018.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective elimination of undifferentiated human pluripotent stem cells using pluripotent state-specific immunogenic antigen Glypican-3. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okada M, Tada Y, Seki T, Tohyama S, Fujita J, Suzuki T, Shimomura M, Ofuji K, Kishino Y, Nakajima K, Tanosaki S, Someya S, Kanazawa H, Senju S, Nakatsura T, Fukuda K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 511 号: 3 ページ: 711-717
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient large-scale 2D culture system for human induced pluripotent stem cells and differentiated cardiomyocytes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toyama S, Fujita J*, Fujita C, Yamaguchi M, Kanaami S, Ohno R, Sakamoto K, Kodama M, Kurokawa J, Kanazawa H, Seki T, Kishino Y, Okada M, Nakajima K, Tanosaki S, Someya S, Hirano A, Kawaguchi S, Kobayashi E, Fukuda K
  • 雑誌名: Stem Cell Rep 巻: 9 号: 5 ページ: 1406-1414
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.08.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Safe and Effective Cardiac Regenerative Therapy With Human-Induced Pluripotent Stem Cells: How Should We Prepare Pure Cardiac Myocytes? (2017)
  • 著者名/発表者名: Tohyama S, Fukuda K
  • 雑誌名: Circulation research 巻: 120(10) 号: 10 ページ: 1558-1560
  • DOI: 10.1161/circresaha.116.310328
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた心臓再生医療実現化に向けた取り組み (2019)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた創薬および再生医療の具現化における課題と対策 (2019)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第6回心臓安全性に関するシンクタンクミーティング2019合同公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞が拓く心臓再生医療の未来 (2018)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第22回日本心不全学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 代謝制御によるヒトiPS細胞由来心筋細胞の大量作製とその応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Safe and Effective Cardiac Regenerative Medicine with Human iPSCs (2018)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第2回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a Massive Cardiac Spheroids Production and Transplantation System in Human Pluripotent Stem Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Shugo Tohyama
  • 学会等名: he 16th annual scientific meeting of the International Society for Stem Cell Research (ISSCR) 2018
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト多能性幹細胞における代謝機構の理解と心臓再生医療への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾
  • 学会等名: 第43回日本微小循環学会
  • 招待講演
• [学会発表] Metabolic Selection System for Large Numbers of Human iPSC-Derived Cardiomyocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Shugo Tohyama
  • 学会等名: Weinstein 2018
  • 国際学会
• [学会発表] バイオ3Dプリンタを用いたヒトiPS細胞由来心筋組織構造体の作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 遠山周吾、荒井健一、川口新治、木村成卓、藤田淳、福田恵一、中山功一、小林英司
  • 学会等名: 日本再生医療学会
  • 招待講演
• [学会発表] Efficient Large-Scale 2D Culture System for Human iPSCs and Differentiated Cardiomyocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Shugo Tohyama, Jun Fujita, Chihana Fujita, Sayaka Kanaami, Rei Ohno, Keiichi Fukuda
  • 学会等名: CiRA international symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient Large-Scale 2D Culture System for Human Pluripotent Stem Cells and Differentiated Cardiomyocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Shugo Tohyama, Jun Fujita, Chihana Fujita, Sayaka Kanaami, Rei Ohno, Keiichi Fukuda
  • 学会等名: The 15th annual scientific meeting of the International Society for Stem Cell Research (ISSCR) 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Manipulation of Pluripotent Stem Cell Metabolism for Cardiac Regenerative Medicine (2017)
  • 著者名/発表者名: Shugo Tohyama
  • 学会等名: The 47th Annual Scientific Meeting of the Taiwan Society of Cardiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒト多能性幹細胞における代謝制御と心臓再生医療への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 遠山 周吾
  • 学会等名: 第53回日本小児循環器学会
  • 招待講演