心筋選別とiPSテクノロジーによる先天性QT延長症候群タイプ６の病態・病因解明

• 研究課題/領域番号: 17K08539
• 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: 生理学一般
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 白吉 安昭 鳥取大学, 医学部, 准教授 (90249946)
• 研究分担者: 李 佩俐 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40464292) ; 池田 信人 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50620316)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021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); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017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: 疾患iPS細胞 / QT延長症候群 / 蛍光タンパク質 / ペースメーカ細胞 / 心室筋 / 先天性QT延長症候群 / MIRP1 / HCN4 / MLC2v / 洞結節ペースメーカ / イオンチャネル / 可視化 / ヒトiPS 細胞 / 心筋 / ゲノム編集 / 心室筋細胞 / MiRP1 / 再生医学 / 生理学 / バイオテクノロジー / iPS細胞

研究成果の概要

本研究では、先天性QT延長症候群タイプ6（LQTS6）の病因・病態解明を目指した。患者由来の疾患iPS細胞を用いて、患者と同一のMiRP1遺伝子変異を持つ洞結節ペースメーカ細胞および心室筋細胞を個別に、蛍光タンパク質によって可視化できる細胞株の樹立に成功した。分取した心筋細胞は、洞結節ペースメーカあるいは心室筋細胞特有のマーカーの発現および電気生理学的特性を示した。病因・病態の詳細な解析には到達しなかったが、患者由来の心筋の調整できるので、今後、病態の解明を進めていきたいと考えている。同時に、心筋分化誘導法の改良、新たな洞結節ペースメーカ細胞の可視化―選別採取法の開発などにも成功している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先天性QT延長症候群タイプ6（LQTS6）の病因・病態解明のために必要な洞結節ペースメーカ細胞と心室筋細胞を、選択的に可視化－選別採取できるLQTS6疾患iPS細胞株の作製に成功している。この細胞株を使い電気生理学的解析等を詳細に進めることができれば、LQTS6に特有な徐脈とQT延長という2つの異なった症状を生み出す分子メカニズムの詳細に迫ることができると考えている。また、原因遺伝子MiRP1について、患者と同等の変異を持つこれらの細胞は、LQTS6患者の診断、薬剤スクリーニングを通じて、病気の治療のみならず、心臓の拍動制御システムの解明にも貢献すると期待している。

研究成果

• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [国際共同研究] コロンビア大学(米国)
• [雑誌論文] Novel dual-reporter transgenic rodents enable cell tracking in animal models of stem cell transplantation (2019)
  • 著者名/発表者名: Morikawa K, Nakamura K, Suyama Y, Yamamoto K, Fukuoka K, Yagi S, Shirayoshi Y, Ohbayashi T, Hisatome I.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Rep. 巻: 18 ページ: 100645-100645
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2019.100645
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibitory effects of class I antiarrhythmic agents on Na+ and Ca2+ currents of human iPS cell-derived cardiomyocytes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yonemizu S, Masuda K, Kurata Y, Notsu T, Higashi Y, Fukumura K, Li P, Ninomiya H, Miake J, Tsuneto M, Shirayoshi Y, Hisatome I.
  • 雑誌名: Regen Ther. 巻: 10 ページ: 104-111
  • DOI: 10.1016/j.reth.2018.12.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation and characterization of ventricular-like cells derived from NKX2-5 eGFP/w and MLC2v mCherry/w double knock-in human pluripotent stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi Kaori、Li Junjun、Morikawa Kumi、Liu Li、Shirayoshi Yasuaki、Nakatsuji Norio、Elliott David A.、Hisatome Ichiro、Suemori Hirofumi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 495 号: 1 ページ: 1278-1284
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.11.133
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Restoration of mutant hERG stability by inhibition of HDAC6 (2018)
  • 著者名/発表者名: Li Peili、Kurata Yasutaka、Endang Mahati、Ninomiya Haruaki、Higaki Katsumi、Taufiq Fikri、Morikawa Kumi、Shirayoshi Yasuaki、Horie Minoru、Hisatome Ichiro
  • 雑誌名: J mol Cell cardiol 巻: 115 ページ: 158-169
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2018.01.009
  • NAID: 120007170666
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular mechanisms underlying the pilsicainide-induced stabilization of hERG proteins in transfected mammalian cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Onohara, Takeshi; Hisatome, Ichiro; Kurata, Yasutaka; Li, Peili; Notsu, Tomomi; Morikawa, Kumi; Otani, Naoyuki; Yoshida, Akio; Iitsuka, Kazuhiko; Kato, Masaru; Miake, Junichiro; Ninomiya, Haruaki; Higaki, Katsumi; Shirayoshi, Yasuaki; Nishihara, Takashi; Itoh, Toshiyuki; Nakamura, Yoshinobu; Nishimura, Motonobu
  • 雑誌名: J. Arrhythmia, 巻: 32 号: 3 ページ: 226-233
  • DOI: 10.1016/j.joa.2016.09.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] <b>Tbx18-positive cells differentiated from murine ES cells serve as proepicardial progenitors to give rise to vascular smooth muscle cells and fibr</b><b>oblasts </b> (2017)
  • 著者名/発表者名: IKEDA Nobuhito、NAKAZAWA Natsumi、KURATA Yasutaka、YAURA Hisako、TAUFIQ Fikri、MINATO Hiroyuki、YOSHIDA Akio、NINOMIYA Haruaki、NAKAYAMA Yuji、KUWABARA Masanari、SHIRAYOSHI Yasuaki、HISATOME Ichiro
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 38 号: 4 ページ: 229-238
  • DOI: 10.2220/biomedres.38.229
  • NAID: 130005966981
  • ISSN: 0388-6107, 1880-313X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] HCN4/Shox2遺伝子標識によるヒトiPS細胞からの心臓洞結節ペースメーカ細胞の分取システムの構築 (2021)
  • 著者名/発表者名: 脇水孝之、經遠智一、白吉安昭、久留一郎
  • 学会等名: 心電学関連春期大会2021
• [学会発表] 予定心臓領域特異的マーカー遺伝子の発現を可視化したIPS細胞株の樹立 (2021)
  • 著者名/発表者名: 重永雅人、今川明梨、經遠智一、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第44回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] ヒトiPS細胞に由来するHCN4陽性心筋細胞のはっせい・分化能とその特性解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 谷本久実、足立隆、經遠智一、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第44回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 心房細動関連遺伝子PRRX1のヒト心房筋様細胞における機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 幸哲夫、經遠智一、三明淳一郎、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第44回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 心臓洞結節ペースメーカ細胞の分取、解析のためのヒトiPS 細胞株の作製 (2021)
  • 著者名/発表者名: 脇水孝之、足立隆、林裕也、経遠智一、白吉安昭、久留一郎
  • 学会等名: 第20回 日本再生医療学会総会
• [学会発表] HCN4/Sox2遺伝子標識によるヒトiPS細胞からの心臓洞結節ペースメーカ細胞の分取システムの構築 (2021)
  • 著者名/発表者名: 脇水孝之、経遠智一、白吉安昭、久留一郎
  • 学会等名: 心電学関連春期大会2021
• [学会発表] ヒトiPS 細胞から心臓ペースメーカ細胞への全分化過程の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 脇水孝之、足立隆、林裕也、経遠智一、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第43回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] サブタイプ心筋の分取、解析のためのヒト多能性幹細胞の作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 足立隆、林裕也、脇水孝之、経遠智一、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第42回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 心臓発生メカニズムの解明を目的とする新規hiPS細胞株の樹立と解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 増田啓一郎、米水彩香、東祐平、野津智美、経遠智一、久留一郎、白吉安昭
  • 学会等名: 第18回 日本再生医療学会総会
• [学会発表] Selective isolation of cardiac progenitor cells derived from human iPS cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuaki Shirayoshi, kenta Fukumura, Yuhei Higashi, Kumi Morikawa, Motokazu Tsuneto, Ichiro Hisatome
  • 学会等名: Weinstein Cardiovascular Development and Regeneration Conference 2018
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来HCN4陽性心筋の電気生理学的特性解析と薬剤応答性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 白吉安昭、増田啓一郎、米水彩香、野津智美、久留一郎
  • 学会等名: 第45回 日本毒性学会学術年会 大阪国際会議場
• [学会発表] Establishment of novel human iPS cell lines aiming for sustained purification of iPS cell-derived cardyomyocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Konomi Miyagi, Yuhei Higashi, Keiichiro Masuda, Sayaka Yonemizu, Ichiro Hisatome, Yasuaki Shirayosh
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 パシフィコ横浜
• [学会発表] Selective isolation and analysis of cardiac progenitor cells derived from human iPS cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuhei Higashi, Kenta Fukumura, Keiichiro Masuda, Sayaka Yonemizu, Ichiro Hisatome, Yasuaki Shirayoshi
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 パシフィコ横浜
• [学会発表] Fluorescent human reporter lines offer useful platforms to study cardiac subtype specification and cell-based therapies of cardiac disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Shirayoshi Yasuaki、Fukumura Kenta、Morikawa Kumi、Hisatome Ichiro
  • 学会等名: ISSCR 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Selective isolation and analysis of cardiac progenitor cells derived from human iPS cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Higashi Yuhei、Fukumura Kenta、Masuda Keiichiro、Yonemizu Sayaka、Hisatome Ichiro、Shirayoshi Yasuaki
  • 学会等名: 第40回 日本分子生物学会年会
• [備考] 遺伝子再生医療学講座 再生医療学部部門
  • URL: https://www.med.tottori-u.ac.jp/regmed/518/1195.html
• [産業財産権] 新規刺激伝導系様細胞 (2018)
  • 発明者名: 白吉安昭、森川久未、久留一郎
  • 権利者名: 白吉安昭、森川久未、久留一郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-062705
  • 出願年月日: 2018