多能性幹細胞由来心筋永久機関：循環進行波に基づく加速心筋細胞成熟法の開発

• 研究課題/領域番号: 17K14624
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 李 俊君 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員(常勤) (10723786)
• 研究協力者: 劉 莉 (50380093) ; 南 一成 (40362537)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: pluripotent stem cells / cardiomyocytes / maturation / tissue engineering / cardiomyocyte maturation / organ on chip / iPS cell / Cardiomyocyte / Maturation / Traveling wave / pluripotent stem cell

研究成果の概要

ヒト iPSC 由来心筋細胞は、移植だけではなく、創薬への応用も期待されている。しかし、既存の分化誘導法による得られた心筋細胞はまだ未熟であるため、薬剤評価の応用に十分満たされていない。 申請者は工学的な手法を用いたデバイスを開発することにより、進行波という活動電位が加速に伝播する現象を発見した。また、この現象により、心筋細胞の成熟化を促進することは明らかになった。進行波がないサンプルと比較して、明らかに心機能を上昇したことは示された。さらに、このデバイスはハイスループットシステムにも適用性があり、今後薬剤応答への応用に期待ができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This technology could be a promising substitution for harmful electrical stimulation method. It can be expected that this new technology, could be of great usefulness and importance for both researchers and industrial/clinical users in the fields of drug screening and heart regeneration.

研究成果

• [国際共同研究] Perking University(中国)
• [雑誌論文] Clonal Isolation of Human Pluripotent Stem Cells on Nanofibrous Substrates Reveals an Advanced Sub-clone for Cardiomyocyte Differentiation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu, L. ; Li, J. ; , Minami, I.; Qu X.; Miyagawa S.; Fujimoto, N.; Hasegawa K.; Chen, Y.; Sawa, Y.; Kotera, H.; Liu, L.,
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: In press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Low Cell-Matrix Adhesion Reveals Two Subtypes of Human Pluripotent Stem Cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yu, L.; Li, J.; Hong, J.; Takashima, Y.; Fujimoto, N.; Nakajima, M.; Yamamoto, A.; Dong, X.; Dang, Y.; Hou, Y.; Yang, W.; Minami, I.; Okita, K.; Tanaka, M.; Luo, C.; Tang, F.; Chen, Y.; Tang, C.; Kotera, H. & Liu, L.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 142-156
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2018.06.003
  • NAID: 120006488610
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 組織工学技術による新規心筋成熟法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 劉 莉
  • 学会等名: 日本再生医療学会
• [学会発表] Generating functional anisotropic and 3D tissue-like construct using induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Li Junjun
  • 学会等名: Biomedical Engineering Society Annual Meeting
  • 国際学会
• [産業財産権] Ring-like cardiac tissue construct (2018)
  • 発明者名: Liu, L.; Li, J.
  • 権利者名: Liu, L.; Li, J.
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018