| 研究課題/領域番号 |
20K20206
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90120:生体材料学関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
植山 萌恵 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (60844280)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 人工受容体 / 多能性幹細胞 / 分化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
重症心不全に対する、iPS細胞を用いた再生療法が期待されている。G-CSFなどの増殖因子は心筋細胞分化促進効果や心筋保護作用などを有しており、これらの因子によるシグナル伝達を制御することは、iPS細胞からの効率的な心筋細胞誘導だけでなく、移植後の生着効率の改善にも繋がると考えられる。しかし、増殖因子の生体投与は移植細胞以外にも作用するため、その副作用が懸念される。さらに、生体で安定して作用する組換えタンパク質の精製は困難かつ高額である。そこで本研究では、申請者らが最近開発した小分子応答性人工受容体の生体における安定性・低毒性・安価といった強みを活かした次世代型心筋再生療法の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
iPS細胞を用いた心筋再生療法が期待されている。G-CSFなどの増殖因子は心筋細胞分化促進効果や心筋保護作用などを有しており、これらの因子によるシグナル伝達を制御することは、iPS細胞からの効率的な心筋細胞誘導だけでなく、移植後の生着効率の改善にも繋がると考えられる。しかし、組換えタンパク質の精製はその費用から高額医療の原因となる。問題解決に向け、本研究では、G-CSF受容体の細胞外ドメインの一部を、代替分子に反応する抗体可変部領域に置換したキメラ受容体を構築し、これを発現するiPS細胞から、安価な代替リガンド刺激により、JAK/STAT経路を活性化し効率的な心筋細胞分化促進に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、人工受容体を用いて安全かつ効率的・経済的にiPS細胞から心筋細胞を作製する系を確立した。この人工受容体をiPS細胞へ安定発現させることで、安価な代替リガンド刺激により、心筋分化促進因子の一つG-CSFの細胞内シグナル伝達が制御可能となった。人工受容体の最大の特色と利点は、安価で入手し易くかつ生理活性のない分子をリガンドとして用いる点にある。代替リガンドの調整コストは、本来のリガンドである組換えG-CSFタンパク質に比較して、20分の1程度であり経済的な分化誘導を実現しており、この手法は他の受容体に対しても構築が可能で、広い汎用性から再生医療へ大きな貢献が期待される。
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