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不整脈を操り再現する新しい次世代3D組織モデルによる致死性不整脈の病態解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H04048
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分53:器官システム内科学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

山下 潤  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)

研究分担者 佐藤 守俊  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00323501)
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
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2020年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2019年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2018年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワードヒトiPS細胞 / 病態モデル病 / 病態解析 / 不整脈 / 3次元組織 / 病態モデル / 3次元組織
研究成果の概要

不整脈は、突然死の原因にもなり年間数万人がなくなっていると考えられます。そうした致死性の不整脈は、遺伝性の異常、心筋梗塞や心筋症などの心臓病、薬の副作用等がおもな原因ですが、実際に不整脈が起こる過程を細胞や組織を使って再現することはできませんでした。研究代表者らは最近、ヒトiPS細胞から心臓を作っている細胞群を誘導し、最小限の3D構造を作ることにより、TdPと呼ばれる致死性不整脈を再現することに成功しました。本課題では、さらに様々な致死性不整脈の再現を試み、心室細動に類似の状態を再現することに成功しました。病態の解明や治療法の開発、薬剤安全性試験などへの応用が期待されます。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの不整脈を培養下に再現し、病態を解析したり治療法を探索したりする方法はこれまでありませんでした。また薬剤安全性試験においても細胞を使って危険性を推測するにとどまっていました。本研究は、心筋細胞だけでなく、複数種類の心臓の細胞を誘導し、さらにそれを3次元的組織に作り上げることにより、実際の不整脈において起こっている病態生理に近い状態を作り出したものであり、世界初のTdPモデルさらには世界初の心室細動モデルとなる研究で、その学術的意義は大変に大きい。また突然死に至る致死性不整脈に対して種々の解析が可能となり将来の治療応用等社会的意義も非常に大きいと考えられます。

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

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Specific induction and long-term maintenance of high purity ventricular cardiomyocytes from human induced pluripotent stem cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima H, Yoshioka M, Kawatou M, Lopez-Davila V, Takeda M, Kanda Y, Sekino Y, Yoshida Y,Yamashita JK
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 11 ページ: 0241287-0241287

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0241287

    • 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] Induced Pluripotent Stem Cells and Their Use in Human Models of Disease and Development.2019

    • 著者名/発表者名
      Karagiannis P, Takahashi K, Saito M, Yoshida Y, Okita K, Watanabe A, Inoue H, Yamashita JK, Todani M, Nakagawa M, Osawa M, Yashiro Y, Yamanaka S, Osafune K.
    • 雑誌名

      Physiol Rev

      巻: 99 号: 1 ページ: 78-114

    • DOI

      10.1152/physrev.00039.2017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sarcomere gene variants act as a genetic trigger underlying the development of left ventricular noncompaction2018

    • 著者名/発表者名
      Takasaki Asami、Hirono Keiichi、Hata Yukiko、Wang Ce、Takeda Masafumi、Yamashita Jun K、Chang Bo、Nakaoka Hideyuki、Okabe Mako、Miyao Nariaki、Saito Kazuyoshi、Ibuki Keijiro、Ozawa Sayaka、Sekine Michikazu、Yoshimura Naoki、Nishida Naoki、Bowles Neil E.、Ichida Fukiko
    • 雑誌名

      Pediatric Research

      巻: 84 号: 5 ページ: 733-742

    • DOI

      10.1038/s41390-018-0162-1

    • 関連する報告書
      2018 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] Type 3 iodothyronine deiodinase is expressed in human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kumiko、Takeda Masafumi、Yamashita Jun K.、Shiojima Ichiro、Toyoda Nagaoki
    • 雑誌名

      Life Sciences

      巻: 203 ページ: 276-281

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2018.04.037

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stem cells meet tissue engineering -幹細胞生物学と組織工学による3D組織構築-2020

    • 著者名/発表者名
      山下 潤
    • 学会等名
      第19回再生医療学会総会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞から組織へ -多能性幹細胞由来心臓組織の作製とその治療応用-2020

    • 著者名/発表者名
      山下 潤
    • 学会等名
      第19回再生医療学会総会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心臓組織を用いた心臓再生及び病態モデル2020

    • 著者名/発表者名
      山下 潤
    • 学会等名
      第41回日本炎症・再生医学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AMPK activators for maintenance of naive pluripotency2019

    • 著者名/発表者名
      Yajing Liu、山下潤
    • 学会等名
      第40回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来ミニ3D心臓組織を用いた心疾患モデル2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第40回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 再生医療及び疾患モデルにおける血管の役割2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      血管生物医学会新規研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心血管細胞多層体 による心臓再生治療の試み2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      日本心不全学会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた分化再生研究-Stem cells meet chemical biology-2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      早稲田大学先進理工学部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞を用いた心血管分化再生研究2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      Kyushu Vascular Biology & Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心臓組織を用いた 心臓再生及び病態モデル2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第19回山梨再生・移植研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞を用いた心臓再生戦略における血管の役割2019

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      CVMW心血管代謝週間 日本血管生物医学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞研究の循環器領域への応用 -新しい病態モデル・細胞ソース・治療戦略-2018

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第79回循環器診療セミナーin 西宮
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CTS (cardiac tissue sheet)-Stacks for Cell therapy & Drug discovery2018

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      Global BI Stem Cell Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来の薬剤誘発性Torsade de Pointes再現心臓組織モデル2018

    • 著者名/発表者名
      川東正英,山下潤
    • 学会等名
      第22回日本心血管内分泌代謝学会学術総会(CVEM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Torsade de Pointes arrhythmia model in vitro with 3D human iPS cell-engineered heart tissue2018

    • 著者名/発表者名
      川東正英,山下潤
    • 学会等名
      5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society (TERMIS) World Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学 iPS細胞研究所 増殖分化機構研究部門 山下研究室 研究概要

    • URL

      https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/yamashita_summary.html

    • 関連する報告書
      2018 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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