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成熟したヒトiPS細胞由来心筋細胞の開発と創薬への展開

研究課題

研究課題/領域番号 21H02634
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47040:薬理学関連
研究機関国立医薬品食品衛生研究所

研究代表者

諫田 泰成  国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 部長 (70510387)

研究分担者 細田 洋司  信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (40359807)
芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (80396259)
朝倉 宏  国立医薬品食品衛生研究所, 食品衛生管理部, 部長 (40370936)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード新型コロナウイルス / 後遺症 / ヒトiPS細胞 / 収縮 / 感染 / 次世代シークエンス / パスウエイ解析 / ミトコンドリア / イメージング / ミトコンドリア毒性 / ウイルス感染 / SARS-CoV-2 / 心筋 / iPS / 成熟化 / 機能的毒性 / 新興感染症 / ドラッグリポジショニング / 器質的毒性 / iPS心筋 / 不整脈 / iPS細胞 / 配向性 / COVID-19
研究開始時の研究の概要

新型コロナウイルス感染症により不整脈などが報告されており、医学的にも社会的にも喫緊の問題である。そこで本研究では、成熟したヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いて、新型コロナウイルスSARS-CoV-2の感染による心筋障害メカニズムを検討する。次に、既存の医薬品を用いて、ウイルス感染による心筋障害を回復できる化合物を探索する。以上の研究により、新型コロナウイルス感染症の心筋障害に関する病態を解明し、治療薬の技術基盤を構築することが期待される。

研究成果の概要

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)感染は心筋障害などの長期症状を引き起こすことが報告されているが、いまだ治療法の確立には至っていない。そこで、我々はヒトiPS細胞由来心筋細胞にSARS-CoV-2を感染させ、心機能や遺伝子発現を解析することにより、心筋障害メカニズムを検討した。その結果、SARS-CoV-2はヒトiPS心筋に効率よく感染し、収縮障害を誘導することを見出した。さらに、収縮に関連した遺伝子変化、活性酸素産生、ミトコンドリアの機能低下などのメカニズムを同定した。以上の結果から、SARS-CoV-2感染によりミトコンドリア毒性などを介して収縮障害が誘導され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

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)に対する治療薬の開発は進められているが、臓器障害や長期症状に対する治療法は未だ確立されていない。本研究により、SARS-CoV-2感染による心筋障害にミトコンドリア毒性が関与していることが示唆されたことから、COVID-19の心不全などの長期症状に関する病態メカニズムの一端を明らかにできた。今後、新たな治療薬の開発などにつながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Drug development using human iPSC-derived cardiomyocytes and future perspectives2024

    • 著者名/発表者名
      Kawagishi H, Yanagida S, Kanda Y.
    • 雑誌名

      Comprehensive Toxicology, Fourth Edition (Elsevier)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SARS-CoV-2 causes dysfunction in human iPSC-derived brain?microvascular endothelial cells potentially by modulating the Wnt signaling pathway2024

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shigeru、Hashita Tadahiro、Yanagida Shota、Sato Hiroyuki、Yasuhiko Yukuto、Okabe Kaori、Noda Takamasa、Nishida Motohiro、Matsunaga Tamihide、Kanda Yasunari
    • 雑誌名

      Fluids and Barriers of the CNS

      巻: 21 号: 1 ページ: 32-32

    • DOI

      10.1186/s12987-024-00533-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TRPC3-Nox2 Protein Complex Formation Increases the Risk of SARS-CoV-2 Spike Protein-Induced Cardiomyocyte Dysfunction through ACE2 Upregulation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Y, Nishiyama K, Man Lee J, Ibuki Y, Imai Y, Noda T, Kamiya N, Kusakabe T, Kanda Y, Nishida M.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 1 ページ: 102-102

    • DOI

      10.3390/ijms24010102

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SARS-CoV-2 induces barrier damage and inflammatory responses in the human iPSC-derived intestinal epithelium2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada S, Noda T, Okabe K, Yanagida S, Nishida M, Kanda Y.
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 149 号: 3 ページ: 139-146

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2022.04.010

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Drug repurposing for the treatment of COVID-192022

    • 著者名/発表者名
      Kato Y, Nishiyama K, Nishimura A, Noda T, Okabe K, Kusakabe T, Kanda Y, Nishida M.
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 149 号: 3 ページ: 108-114

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2022.04.007

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lysophosphatidic Acid Promotes the Expansion of Cancer Stem Cells via TRPC3 Channels in Triple-Negative Breast Cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata Naoya、Yamada Shigeru、Yanagida Shota、Ono Atsushi、Yasuhiko Yukuto、Nishida Motohiro、Kanda Yasunari
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 4 ページ: 1967-1967

    • DOI

      10.3390/ijms23041967

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of alveolar and airway cells from human iPS cells: toward SARS-CoV-2 research and drug toxicity testing2021

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Tsuji, Shigeru Yamada, Kazuya Hirai, Hiroshi Asakura, Yasunari Kanda
    • 雑誌名

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 46 号: 9 ページ: 425-435

    • DOI

      10.2131/jts.46.425

    • NAID

      130008082554

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chronic cardiotoxicity assessment of BMS-986094, a guanosine nucleotide analogue, using human iPS cell-derived cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Yanagida, Ayano Satsuka, Sayo Hayashi, Atsushi Ono, Yasunari Kanda
    • 雑誌名

      The Journal of Toxicological Sciences

      巻: 46 号: 8 ページ: 359-369

    • DOI

      10.2131/jts.46.359

    • NAID

      130008070942

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive Cardiotoxicity Assessment of COVID-19 Treatments Using Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Yanagida, Ayano Satsuka, Sayo Hayashi, Atsushi Ono, Yasunari Kanda
    • 雑誌名

      Toxicol Sci

      巻: 183 号: 1 ページ: 227-239

    • DOI

      10.1093/toxsci/kfab079

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ワクチン・アジュバントの安全性評価2024

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成
    • 学会等名
      第2回近未来ワクチンフォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来脳微小血管内皮様細胞のバリア機能に対するSARS-CoV-2感染の影響2023

    • 著者名/発表者名
      柳田翔太, 山田茂, 坡下真大, 佐藤寛之, 安彦行人, 岡部馨, 野田隆正, 西田基宏, 松永民秀, 諫田泰成
    • 学会等名
      フォーラム2023 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2感染によるヒト血液脳関門のバリア機能低下2023

    • 著者名/発表者名
      山田茂, 坡下真大, 柳田翔太, 佐藤寛之, 安彦行人, 岡部馨, 野田隆正, 松永民秀, 西田基宏, 諫田泰成
    • 学会等名
      第148回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 医薬品開発における動物実験代替法の考え方とFDA近代化法2.02023

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成
    • 学会等名
      第57回日本動物実験技術者協会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS 細胞由来心筋細胞の薬理評価と疾患モデルへの展開2023

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成
    • 学会等名
      第32回日本循環薬理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パンデミックの不確実性と創薬2023

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成
    • 学会等名
      第35回 自然科学研究機構シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of cardiotoxicity testing using iPSC cardiomyocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Kanda
    • 学会等名
      SAAE-I annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of SARS-CoV-2 infection model using human iPSC2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Kanda
    • 学会等名
      The 21st International Congress of the European Society of Toxicology In Vitro
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of in vitro cardiotoxicity assessment using human iPS cell technology.2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Kanda, Sae Hayashi, Ayano Satsuka
    • 学会等名
      The 21st International Congress of the European Society of Toxicology In Vitro
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current status and future perspectives of toxicity testing using stem cell-derived 3D models2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Kanda
    • 学会等名
      ICT2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Contractility assessment of human iPSC-derived cardiomyocytes using electrical cell-substrate impedance and imaging-based cell motion vector systems2022

    • 著者名/発表者名
      Satsuka A, Hayashi S, Yanagida S, Ono A, Hayakawa T, Matsukawa H, Kanda Y
    • 学会等名
      Safety Pharmacology Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of SARS-CoV-2 infection model using human iPSC-derived cardiomyocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Satsuka A, Yamada S, Yanagida S, Hayashi S, Asakura H, Nishida M*1,2, Kanda Y
    • 学会等名
      24th Japan-Korea Joint Seminar on Pharmacology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] COVID-19の病態メカニズムに基づく創薬への展開2022

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成, 西田基宏
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 配向性を有するヒトiPS細胞由来心筋細胞の収縮評価2022

    • 著者名/発表者名
      佐塚文乃,林紗代,柳田翔太,小野敦,諫田泰成
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞を用いたSARS-CoV-2感染モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山田茂, 野田隆政, 岡部かおり, 柳田翔太, 西田基宏, 諫田泰成
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト iPS 細胞由来分化細胞を用いた SARS-CoV-2 感染モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      諫田泰成
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞におけるElectro-mechanical windowを用いた催不整脈評価2022

    • 著者名/発表者名
      柳田 翔太、佐塚 文乃、林 紗代、小野 敦、諫田 泰成
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞技術を活用したCOVID-19治療薬の薬理評価2022

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      第95回薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いたBCR-ABLチロシンキナーゼ阻害薬の慢性毒性評価2022

    • 著者名/発表者名
      佐塚 文乃、林 紗代、柳田 翔太、諫田 泰成
    • 学会等名
      第95回薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いたBMS-986094による慢性収縮毒性2022

    • 著者名/発表者名
      柳田 翔太、佐塚 文乃、林 紗代、小野 敦、諫田 泰成
    • 学会等名
      第95回薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来分化細胞を用いた新型コロナウイルスの感染モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Current challenges and future perspectives of safety pharmacology testing using new approach methodologies2022

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      第13回日本安全性薬理研究会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた創薬の現状と今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      再生医療 EXPO
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いたCOVID-19治療薬の評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐塚文乃、山田 茂、柳田翔太、小野 敦、朝倉 宏、加藤百合、西山和宏、西田基宏、諫田泰成
    • 学会等名
      筋生理の集い
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を活用した抗がん剤心毒性の現状と今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      第4回日本腫瘍循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Proarrhythmia Risk Assessment by Electro-mechanical Window in Human iPS Cell-derived Cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Yanagida, Ayano Satsuka, Sayo Hayashi, Atsushi Ono, Yasunari Kanda
    • 学会等名
      Safety Pharmacology Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPSC Model for Safety Testing of COVID Therapies2021

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Kanda
    • 学会等名
      Safety Pharmacology Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SARS-CoV-2感染による心筋障害モデルの開発とCOVID-19治療薬の心毒性リスク評価2021

    • 著者名/発表者名
      柳田翔太,佐塚文乃,山田 茂、林紗代,小野敦,諫田泰成
    • 学会等名
      フォーラム2021衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗がん剤心毒性の評価法の開発と標準化2021

    • 著者名/発表者名
      諫田 泰成
    • 学会等名
      レギュラトリーサイエンス学会 第11回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた慢性収縮毒性評価法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柳田翔太,佐塚文乃,林紗代,小野敦,諫田泰成
    • 学会等名
      レギュラトリーサイエンス学会 第11回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた収縮毒性評価法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柳田翔太、佐塚文乃、林紗代、小野敦、諫田泰成
    • 学会等名
      第7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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Proarrhythmia risk assessment using electro-mechanical window in human iPS cells-derived cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Yanagida, Ayano Satsuka, Sayo Hayashi, Atsushi Ono, Yasunari Kanda
    • 学会等名
      The 23rd Korea-Japan Joint Seminar on Pharmacology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Drug repurposing for SARS-COV-2 infection via ACE2 internalization in iPSC cardiomyocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Tsuji, Shigeru Yamada, Yuri Kato, Motohiro Nishida, Yasunari Kanda
    • 学会等名
      ISSCR 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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