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動きベクトル解析によるヒトiPS細胞由来心筋細胞の部位特異的性質の非侵襲的識別

研究課題

研究課題/領域番号 17K19499
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 薬学およびその関連分野
研究機関静岡県立大学

研究代表者

黒川 洵子  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40396982)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード心毒性 / ヒトiPS細胞 / 品質評価 / 薬理学 / 幹細胞 / スクリーニング / 心臓 / 力学的機能 / iPS細胞 / 筋収縮 / 動きベクトル解析 / 組織特異性
研究成果の概要

本研究では、動きベクトル解析を用いてヒトiPS細胞由来心筋細胞の部位特異的性質を非侵襲的識別することを試みた。その結果、ヒトiPS細胞から分化誘導して作成した心筋細胞には性質にはばらつきがあり、心房筋マーカーと心室筋マーカーに対する抗体免疫染色により識別した細胞ごとに機能を解析した結果(市販株)、心房型の収縮・弛緩速度は心室型よりも早いことを見出した。この結果は、マウス心房細胞と心室細胞で見られる違いと同じ傾向であり、異なるクラスの心血管治療薬の反応性にも違いについて計算科学的に示した。以上より、非侵襲的に薬物の作用を評価できる実験系の構築を達成したといえる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果はヒトiPS細胞由来心筋細胞同株の細胞間における機能的ばらつきを定量的に評価できるようにしたことであり、基礎および応用研究に汎用されるヒトiPS細胞由来分化細胞の品質評価法を確立した点は学術的に意義が高い。
そして、ヒトiPS細胞を用いることで、これまで問題となっていた実験動物とヒトの違いから生じる非臨床試験と臨床でのギャップを埋め、不整脈や心不全などの重篤な副作用(心毒性)を新薬開発の非臨床段階で忌避する技術に応用できることが社会的意義である。

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

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of California Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Continued Exposure of Anti-Cancer Drugs to Human iPS Cell-Derived Cardiomyocytes Can Unmask Their Cardiotoxic Effects2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Sakamoto, Kohei Sakatoku, Shintaro Sugimoto, Nanami Iwasaki, Yusuke Sano, Masahiko Yamaguchi, Junko Kurokawa
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 140 号: 4 ページ: 345-349

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2019.08.005

    • 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
  • [雑誌論文] Systematic Expression Analysis of Genes Related to Generation of Action Potentials in Human iPS Cell-Derived Cardiomyocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Masami Kodama, Kazuharu Furutani, Reiko Kimura, Tomoko Ando, Kazuho Sakamoto, Shushi Nagamori, Takashi Ashihara, Yoshihisa Kurachi, Yuko Sekino, Tetsushi Furukawa, Yasunari Kanda, Junko Kurokawa
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 140 号: 4 ページ: 325-330

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2019.06.006

    • 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
  • [雑誌論文] A computational model of induced pluripotent stem-cell derived cardiomyocytes incorporating experimental variability from multiple data sources2019

    • 著者名/発表者名
      Kernik DC, Morotti S, Wu HD, Garg P, Duff HJ, Kurokawa J, Jalife J, Wu JC, Grandi E, Clancy CE
    • 雑誌名

      J Physiol (Lond.)

      巻: 597 号: 17 ページ: 4533-4564

    • DOI

      10.1113/jp277724

    • 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] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた薬物作用評価法の現状2019

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 雑誌名

      BIO Clinica,

      巻: 34 ページ: 80-87

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来分化心筋細胞の収縮機能に対する統合的品質評価2019

    • 著者名/発表者名
      山口賢彦、中川桃夏、鈴木結衣、佐野優介、白川健、間島慶、神谷之康、坂本多穗、諌田泰成、黒川洵子
    • 学会等名
      第10回日本安全性薬理研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS由来心筋細胞内ナトリウム濃度に対する電気刺激の作用2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎菜々美、坂本多穂、山口賢彦、行方衣由紀、田中光、黒川洵子
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 心毒性の性差2019

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、坂本多穂
    • 学会等名
      第46回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS由来心筋細胞内ナトリウム濃度に対する電気刺激の作用2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎菜々美、坂本多穗、行方衣由紀、山口賢彦、西田基宏、諫田泰成、田中光、黒川洵子
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞の薬理学的性質のばらつき2019

    • 著者名/発表者名
      中川桃夏、鈴木結衣、佐野優介、山口賢彦、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of cardiotoxicity of doxorubicin on human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte monolayers and single cells by using field motion imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Gen Igarashi, Momoka Nakagawa, MasahikoYamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 24th Shizuoka forum on health and longevity
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of molecular mechanisms of sex-dependent drug-induced arrhythmias.2019

    • 著者名/発表者名
      Kevin R DeMarco, Pei-Chi Yang, Kazuharu Furutani, Branden Brown, John R Dawson, Sergei Y Noskov, Vladimie Yarov-Yarovoy, Jon T Sack, Junko Kurokawa, Heike Wulff, Colleen E Clancy, Igor Vorobyov
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noninvasive evaluation of cardiac types of iPS cell-derived cardiomyocytes using cell motion imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Momoka Nakagawa, Yui Suzuki, Yusuke Sano, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 50th NIPS International symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた新規心毒性評価法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 学会等名
      産学官金連携マッチング会、静岡県立大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来分化心筋細胞の心筋型に特異的な収縮機能評価2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木結衣、佐野優介、児玉昌美、諌田泰成、山口賢彦、坂本多穂、古川哲史、黒川洵子
    • 学会等名
      第9回日本安全性薬理研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞の動きベクトル解析による抗がん薬心毒性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      酒德航平、岩崎菜々美、山口賢彦、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第138回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた新規薬効および毒性評価法の構築へのセルモーションイメージングの応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木結衣、佐野優介、高橋健太郎、児玉昌美、諫田泰成、山口賢彦、早川智広、松居恵理子、古川哲史、黒川洵子
    • 学会等名
      第137年会日本薬学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞の電気生理学的成熟化に対する統合的アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、芦原貴司、古谷和春、永森收志、諫田泰成
    • 学会等名
      日本生理学会年会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A multidisciplinary approach for pharmacological assessment using human iPS-derived cardiomyocytes.2018

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa J, Kodama M, Kanda Y, Ashihara T, Nagamori S, Suzuki Y, Sakatoku K,Iwasaki N, Sano Y, Sakamoto K
    • 学会等名
      WCP2018 KYOTO
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動きベクトル解析によるヒトiPS細胞由来心筋細胞のモーションイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、山口賢彦、坂本多穗
    • 学会等名
      平成30年度生理研研究会「生体界面研究会」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 動きベクトル解析を用いたヒトiPS細胞由来心筋細胞の力学的機能に対する薬剤作用解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木結衣、中川桃夏、佐野優介、山口賢彦、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第4回 次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像解析によるヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた薬剤評価2018

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、山口賢彦、坂本多穗
    • 学会等名
      平成30年度生理研研究会「心臓・血管系の頑健性と精緻な制御を支える分子基盤の統合的解明」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of semi-chronic cardiotoxicity of anticancer drugs on human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte monolayers by using field motion imaging.2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakatoku, Nanami Iwasaki, Shintaro Sugimoto, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Pharma and Food
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a novel functional assay to evaluate cardiac toxicity using human iPS cell-derived cardiomyocytes.2018

    • 著者名/発表者名
      Yui Suzuki, Yusuke Sano, Momoka Nakagawa, Masami Kodama, Yasunari Kanda, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Pharma and Food
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of semi-chronic cardiotoxicity of anticancer drugs on human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte monolayers by using field motion imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sakatoku, Nanami Iwasaki, Shintaro Sugimoto, Masahiko Yamaguchi, Kazuho Sakamoto, Junko Kurokawa
    • 学会等名
      The 23rd Shizuoka forum on health and longevity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フィールドモーションイメージングによるマウス心筋の力学的機能の解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐野優介、鈴木結衣、山口賢彦、児玉昌美、古川哲史、坂本多穗、黒川洵子
    • 学会等名
      第28回日本循環薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた次世代心毒性評価へ向けた基礎研究.2017

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 学会等名
      SONY-CDIJ共催セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞技術とin silico技術を用いた薬物誘発性不整脈の予測,2017

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子
    • 学会等名
      構造活性相関シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Localized signaling regulation of cardiac ion channels through progesterone receptor.2017

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa J
    • 学会等名
      The 69th Korean Physiological Society Annual meeting,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS由来心筋細胞のセルモーションイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      黒川洵子、山口賢彦
    • 学会等名
      平成29年度生理研研究会「生体界面研究会」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 静岡県立大学 薬学部 生体情報分子解析学分野

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/rinsho/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究シーズ集

    • URL

      https://www.u-shizuoka-ken.ac.jp/media/seeds2019-2020_027.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 静岡県立大学教員データベース

    • URL

      https://db.u-shizuoka-ken.ac.jp/show/prof687.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 画像情報処理システム、細胞型ごとの情報の生成方法2017

    • 発明者名
      黒川洵子,山口賢彦
    • 権利者名
      黒川洵子,山口賢彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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