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細胞ホーミング特性に着目した心筋の自己組織化機構解明とバイオ人工心臓構築への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03517
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

李 鍾國  大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (60303608)

研究分担者 坂田 泰史  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00397671)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード自己組織化 / iPS細胞由来心筋細胞 / ストレスファイバー / YAPシグナル / Duchenne型筋ジストロフィー / 脱細胞化 / 三次元心筋組織構築 / 成熟化 / 三次元組織構築 / 細胞ホーミング / hippoシグナル / 脱細胞化細胞外マトリックス / 臓器様三次元心筋組織構築 / 3次元イメージング / 三次元イメージング / 臓器様3次元心筋組織構築
研究成果の概要

生体臓器に匹敵する機能・形態を有する三次元バイオ人工心臓の創出に利用可能な技術開発を行った:
#1. 界面活性剤と糖脂質物質を用いた新規脱細胞化技術を開発した; #2. ヒトiPS細胞由来心筋細胞の成熟化・自己組織化を促進する方法を報告した; #3. ストレスファイバー(アクチン)とYAPシグナルの関係を調べた.その結果、YAPシグナルが自己組織化においても重要な役割を果たしていることが示唆された; #4. 臓器様三次元心筋組織に利用可能な三次元心臓イメージング技術を組織透明化 (CUBIC-2) を応用して確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

心臓全体がびまん性広範囲に障害を受け、重篤な機能不全に陥っている心筋症のような病態に対しては、ドナーからの臓器移植を含む治療が行われているが、臓器そのものを再生し、移植する方法の開発が期待されている。近年、脱細胞化細胞外マトリックスを用いて立体臓器を構築する方法が一定の効果を示し、注目が集まるようになったが、生体臓器に匹敵するバイオ人工心臓を構築するには様々な課題を解決する必要があり、細胞が本来あるべき場所に生着し、生着、成長する、自己組織化を理解することが不可欠である。本課題により、三次元心筋組織構築に有用な知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件) 図書 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Scaffold-Mediated Developmental Effects on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes Are Preserved After External Support Removal2021

    • 著者名/発表者名
      Li J, Lee JK, Miwa K, Kuramoto Y, Masuyama K, Yasutake H, Tomoyama S, Nakanishi H, Sakata Y
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 591754-591754

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.591754

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometrical Patterning and Constituent Cell Heterogeneity Facilitate Electrical Conduction Disturbances in a Human Induced Pluripotent Stem Cell-Based Platform: An In vitro Disease Model of Atrial Arrhythmias2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi H, Lee JK, Miwa K, Masuyama K, Yasutake H, Li J, Tomoyama S, Honda Y, Deguchi J, Tsujimoto S, Hidaka K, Miyagawa S, Sawa Y, Komuro I, Sakata Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 10 ページ: 818-818

    • DOI

      10.3389/fphys.2019.00818

    • 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] In vitro platform of allogeneic stem cell-derived cardiomyocyte transplantation for cardiac conduction defects.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida A, Lee JK, Tomoyama S, Miwa K, Shirakawa K, Hamanaka S, Yamaguchi T, Nakauchi H, Miyagawa S, Sawa Y, Komuro I, Sakata Y.
    • 雑誌名

      Europace.

      巻: 20(9) 号: 9 ページ: 1553-1560

    • DOI

      10.1093/europace/eux379

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sympathetic Innervation Promotes Self-Organization and Maturation of iPS cell-derived Cardiomyocytes: Implication for Organoids and Three-dimensional Bioartificial Hearts2021

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会学術集会 KSC-JCS Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transitional sympathetic dysinnervation underlie pathophysiological process of Takotsubo syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      増山潔、李鍾國、坂田泰史
    • 学会等名
      CVMW 2020 37th ISHR: Young Investigator's Award (優秀賞)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Disease Modeling for Atrial Arrhythmias Using Human iPS Cell ~ Lessons from Human Anatomy and Pathophysiology2020

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会学術集会 (Topics: Arrhythmia 4)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sympathetic Innervation Facilitated the Self-organization of iPS Cell-derived Cardiac Tissues2020

    • 著者名/発表者名
      李俊、李鍾國、藏本勇希、坂田泰史
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会学術集会 Young Investigator's Award (最優秀賞 International Student Section)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 糖脂質物質ソホロースリピッドを用いた再生医療基盤技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      松島 麻悠子, 龍見 宗樹, 野上 明日香, 竜 瑞之, 李 鍾国, 平田 善彦
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Electrophysiological properties of iPS cell-derived cardiomyocytes: implication for disease modeling and myocardial regeneration therapy.2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 不整脈領域におけるトランスレーショナル研究の進め方2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] "Engineering of “physiologically-relevant” human cardiac tissues for arrhythmias study using iPS cell-derived cardiomyocytes."2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第3回日本循環器学会基礎研究フォーラム(BCVR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Engineering of Biological Artificial Heart ~ Next Step for Cardiac Regeneration?2019

    • 著者名/発表者名
      LEE Jong-Kook
    • 学会等名
      The 63rd Annual Scientific Meeting of The Korean Society of Cardiology
    • 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] 教育講演:iPS心筋を用いた疾患解明・創薬研究の現状と展望2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第40回日本臨床薬理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-culture with Sympathetic Neurons Promotes the Self-organization of iPS Cell-derived Cardiac Tissues2019

    • 著者名/発表者名
      李俊、李鍾國、日野綾、藏本勇希、坂田泰史
    • 学会等名
      第83回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞を用いたデュシェンヌ型筋ジストロフィーにおけるYAPの局在性の評価及び細胞密度による検証2019

    • 著者名/発表者名
      安武秀記、李 鍾國、藏本 勇希、肥後 修一朗、彦惣 俊吾、日高 京子、坂田 泰史
    • 学会等名
      第18回 日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Geometrical and Constituent Heterogeneity Jeopardizes the Electrical Conduction on Atrial-like Cardiomyocytes Monolayer Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells: an in vitro Structural and Electrophysiological Model Imitating the Junction of Pulmonary Vein and Left Atrium2019

    • 著者名/発表者名
      中西浩之、李鍾國、小室一成、坂田泰史
    • 学会等名
      第92回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞由来心筋組織を用いた循環器疾患モデルと創薬プラットフォームの構築~自己組織化と新規3次元イメージング技術を用いたフェノタイプ解析2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第92回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] たこつぼ症候群における分子メカニズム(明石嘉浩編:「たこつぼ症候群のすべて」)2020

    • 著者名/発表者名
      増山潔、李鍾國
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      医学のあゆみ2020 (医歯薬出版)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 脱細胞化組織の作製法と医療・バイオ応用2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國 分担執筆 (岸田晶夫・山岡哲二・干場隆志編)
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314129
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 『不整脈の考えかた,治しかた』2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國 分担執筆 (清水昭彦編)
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      中外医学社
    • ISBN
      9784498136564
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 脱細胞化処理液及び洗浄組成物2020

    • 発明者名
      李鍾國、龍見宗樹、野上明日香、荒木道陽、竜瑞之、 平田善彦
    • 権利者名
      李鍾國、龍見宗樹、野上明日香、荒木道陽、竜瑞之、 平田善彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 脱細胞化処理液及び洗浄組成物2019

    • 発明者名
      李鍾國 他
    • 権利者名
      李鍾國 他
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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