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ヒトiPS由来心筋凝集体における神経前駆細胞と内皮細胞配合による収縮力向上の追究

研究課題

研究課題/領域番号 17K10732
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
研究機関佐賀大学

研究代表者

古川 浩二郎  佐賀大学, 医学部, 客員研究員 (90264176)

研究分担者 木塚 貴浩  佐賀大学, 医学部, 医員 (20796487)
荒井 健一  佐賀大学, 医学部, 特任助教 (40752960)
中山 功一  佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
伊藤 学  佐賀大学, 医学部, 助教 (50555084)
野出 孝一  佐賀大学, 医学部, 教授 (80359950)
迎 洋輔  佐賀大学, 医学部, 助教 (90746570)
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 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードヒトiPS由来スフェロイド / 神経前駆細胞 / 内皮細胞 / 組織工学 / 再生医療 / ヒトiPS細胞由来 / 心筋細胞 / ヒトiPS由来心筋凝集体 / ヒトiPS細胞由来心筋細胞 / ヒトiPS細胞由来神経前駆細胞 / ヒトiPS細胞由来血管内皮細胞 / スフェロイド / 心筋再生
研究成果の概要

神経前駆細胞が混合型心筋スフェロイドの拍動に有利に働き、組織学的評価においてスフェロイド内にNestin、β3tubulin陽性細胞の発現を確認した。またiPS細胞由来血管内皮細胞を混合した心筋スフェロイドの成熟過程において血管新生促進、血管内皮増殖因子(VEGF)の産生分泌促進や神経保護作用をもつ合成化合物を用いることで、cAMP量の上昇と共に混合型心筋スフェロイドの収縮率の上昇を確認した。本研究において接着系細胞が元来もつ細胞凝集現象を利用して、細胞のみで拍動し、血管網、神経網を有するiPS細胞由来混合型心筋スフェロイドの作製、及びその高機能化に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、心筋障害後の神経前駆細胞による新生血管誘導や心筋のRemodelingは注目されており、これまでも動物実験レベルやヒトの移植心臓では各種報告がある。本研究において接着系細胞が元来もつ細胞凝集現象を利用して、細胞のみで拍動し血管網、神経網を有するiPS細胞由来混合型心筋スフェロイドの作製、及びその高機能化に成功した。本基盤技術に組織工学技術を応用することで、免疫応答や感染症が極めて少ない自己細胞のみでできた構造体作製が可能である。ゆえに本成果は近未来の幹細胞を利用した再生医療の臨床応用に向けた一助となり得ると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] 2-Cl-C.OXT-A stimulates contraction through the suppression of phosphodiesterase activity in human induced pluripotent stem cell-derived cardiac organoids.2019

    • 著者名/発表者名
      Kitsuka T, Itoh M, Amamoto S, Arai KI, Oyama J, Node K, Toda S, Morita S, Nishida T, Nakayama K.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 号: 7 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0213114

    • 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] Development of an immunodeficient pig model allowing long-term accommodation of artificial human vascular tubes2019

    • 著者名/発表者名
      Itoh Manabu、Mukae Yosuke、Kitsuka Takahiro、Arai Kenichi、Nakamura Anna、Uchihashi Kazuyoshi、Toda Shuji、Matsubayashi Kumika、Oyama Jun-ichi、Node Koichi、Kami Daisuke、Gojo Satoshi、Morita Shigeki、Nishida Takahiro、Nakayama Koichi、Kobayashi Eiji
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 2244-2244

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10107-1

    • 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] The addition of human iPS cell-derived neural progenitors changes the contraction of human iPS cell-derived cardiac spheroids.2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mukae、Ryo Noguchi et al
    • 雑誌名

      Tissue and Cell

      巻: Available online 5 May 2018 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.tice.2018.05.002

    • 関連する報告書
      2018 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] スキャフォールドフリーバイオ3Dプリンタを用いた小口径細胞製人工血管の開発2017

    • 著者名/発表者名
      藤学、五條理志、野出孝一、小林英司、森田茂樹、中山功一
    • 雑誌名

      医工学治療

      巻: 29(3) ページ: 167-172

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Translational research of Kenzan method Bio-3D Printer for vascular surgery.2019

    • 著者名/発表者名
      Itoh Manabu
    • 学会等名
      Thailand-Japan International Symposium for Regenearative Medicine.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心臓血管再生医療研究と臨床応用に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学
    • 学会等名
      第27回佐賀心不全研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新たな免疫不全ブタモデルを用いたヒト細胞製人工血管の安全性・有効性検証2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学, 中山功一, 小林英司
    • 学会等名
      第46回日本臓器保存生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バイパス治療の役割と人工血管再生医療への取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学
    • 学会等名
      第19回 日本病院総合診療医学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 組織工学を用いた小口径細胞製人工血管の現状と展望2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学
    • 学会等名
      第28回 腎疾患治療連携研究会組織工学を用いた小口径細胞製人工血管の現状と展望
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Translational research of scaffold free tubular tissue modeled with Kenzan method Bio-3D Printer for cardiovascular surgery.2018

    • 著者名/発表者名
      Manabu Itoh
    • 学会等名
      5th TERMIS World Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心臓血管外科領域における臓器再生への試み2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤学
    • 学会等名
      第11回九州医療センター地域医療研修会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 【再生医療up to date】【多次元構造臓器の再生】スキャフォールドフリー小口径細胞製人工血管 臨床 応用に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学, 中山功一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      腎と透析
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] バイオ3Dプリンティング技術の人工血管分野への医療応用2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 学, 野出孝一, 松林久美香, 中山功一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本アフェレシス学会雑誌
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 血管拡張器具2019

    • 発明者名
      伊籐 学
    • 権利者名
      伊籐 学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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