| 研究課題/領域番号 |
21H03808
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
李 鍾國 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (60303608)
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| 研究分担者 |
坂田 泰史 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00397671)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 三次元心筋組織構築 / 交感神経 / 臓器間クロストーク / iPS細胞 / オルガノイド / 心筋 / 自己組織化 / 成熟化 / iPS細胞由来心筋細胞 / ストレスファイバー / 脱細胞化 / 三次元組織構築 / 3次元心筋組織構築 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究においては、生体臓器に匹敵する機能特性を有する三次元心筋組織構築を目標に、以下の3点を行う．
#1 交感神経-心筋クロストークによる自己組織化・成熟化促進メカニズムの解明と心臓オルガノイド創出．
#2 臓器間クロストークによる生体に匹敵するバイオ人工心臓の構築：分化誘導過程のiPS心筋・神経細胞を心臓脱細胞化マトリックスに共播種し、臓器様三次元心筋組織構築を行う． #3 心臓オルガノイド・バイオ人工心臓の創薬・再生治療への応用:心臓オルガノイドおよびミニバイオ人工心臓を用い、創薬・再生治療研究に利用可能なプラットフォームを創出する．
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| 研究成果の概要 |
再細胞化三次元心筋組織では、生体に匹敵する心作動薬への薬理学的反応が見られた。ラット交感神経細胞の存在下で、ヒトiPS細胞由来心筋細胞の自己組織化と成熟化が促進される現象を in vitro 実験系で再確認した。ヒトiPS細胞由来心筋細胞におけるストレスファイバー(アクチン)と細胞増殖・遊走に関連するYAPシグナルの関係を調べ、学術誌に報告した。ヒトiPS細胞由来心筋細胞（心房筋・心室筋）の機能特性評価技術を確立し、創薬プラットフォーム構築のための基盤技術開発を行い、学術誌に報告した。ヒトiPS心筋と交感神経の共培養系では、ニコチン添加後の自己拍動レートの増加は、共培養系でより顕著であった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題においては、研究代表者らが見出した「交感神経との共培養がiPS 心筋の自己組織化と成熟化を促進する」現象を再確認し、iPS心筋を用いた三次元心筋組織の構築と機能・形態評価を行い、「臓器間クロストーク」の影響を調べた。
本研究は、生体模倣系に基づく創薬プラットフォームを含む社会実装に向けたアプローチに有用な知見をもたらした。1.創薬・再生治療に利用可能な三次元心筋組織を構築するためには、臓器間クロストーク（交感神経-心筋）による心筋の自己組織化と成熟性促進が有用であることを明らかにした。2.交感神経支配を有する三次元心筋組織を構築した。
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