心臓ペースメーカー細胞の成熟および性質維持機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18K15050
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48040:医化学関連
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 森田 唯加 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 研究員 (50783685)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 心筋分化 / 代謝 / 再生医療 / 心臓発生 / 心筋代謝 / ペースメーカー細胞 / 分化 / ES/iPS細胞

研究成果の概要

本研究は生体心臓を用いて領域ごとの代謝相違を明らかにし、細胞の成熟や性質維持における機序を解明することを目的としている。生体マウスの心臓を用いて、領域ごとの代謝産物量の測定を行った結果、心房と心室では特に多くの代謝産物の蓄積に違いがあることを明らかにした。そこで、これらの代謝相違が各心筋の生存や性質維持に関与しているのか明らかにするため、複数の細胞種が混在する生体組織ではなくヒト多能性幹細胞から心房筋を誘導する手法を検討し、高効率で誘導させることに成功した。またトランスクリプトーム解析・プロテオミクス解析等の解析により、心房筋が心室筋に比べてエネルギー代謝がより活性化していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

代謝はエピゲノム環境を変化させ遺伝子発現を制御することが報告されているが、ヒト多能性幹細胞由来の心房筋と心室筋の代謝相違は明らかにされておらず、代謝相違が生存や機能維持に関わっていることも不明である。本研究は代謝が細胞に及ぼす影響を解明する重要性を示しており、学術的意義は大きい。また、各心筋の正常な代謝を理解することで、今後ヒト多能性幹細胞由来の心筋を移植する際にも正常な心筋を代謝の観点から判別できる他、疾患ヒト多能性幹細胞由来の心筋との代謝比較により疾患原因を解明する手掛かりになる可能性もあり、再生医療や薬剤応答評価に繋げることができ社会的意義も大きい。