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細胞外小胞、エクソソームを介した心筋分化・成熟化同調の機構解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K15125
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

皆川 朋皓  東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (90807223)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞外小胞 / エクソソーム / 幹細胞 / 心筋分化 / 細胞形質同調
研究開始時の研究の概要

近年、細胞外小胞(EV)が細胞間コミュニケーションの重要な担い手であることがわかってきたが、様々な細胞種や組織における分化、発生、恒常性にEVがどう関わっているかは未開拓のままである。申請者は以前、細胞同士がEVを介して分化の進行度、細胞運命を同調させることを発見した。本研究では心筋分化・成熟化において細胞同士がEVを介して同調する機構(心筋分化・成熟化同調)を解明すべく以下の3点を明らかにすることを目的とする。
①成熟心筋と未熟細胞を共培養すると未熟細胞の心筋分化・成熟化が促進すること
②未熟細胞の心筋分化・成熟化促進がEVを介して行われること
③心筋分化・成熟化促進を担うEV中の機能的分子の同定

研究実績の概要

心筋分化・成熟化の過程において、細胞間での情報伝達メカニズムとしての細胞外小胞(Extracellular Vesicle, EV)の重要性を探求した。具体的には、成熟心筋(ヒトiPS細胞より分化誘導し80日以上培養)と未熟細胞(中胚葉から心筋前駆段階にある細胞)の共培養を通じて、未熟細胞の心筋分化・成熟化が促進されることが確認され、これは心筋マーカーcTnTおよび成熟マーカーcTnIの発現レベルの上昇として明確に示された。フローサイトメーター解析においても同様の結果が得られた。さらに、成熟心筋細胞由来のEVが未熟細胞に添加された際、EV自身が心筋分化・成熟化を促進する機能を有していることが示唆された 。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定どおり、心筋細胞由来のEVが機能することを示した。さらに、EV内の機能的分子を同定すべく、未熟な心筋細胞、成熟心筋細胞、その他細胞由来のEVサンプルを集め、中身のmiRNAに関してmiRNA-seq解析する準備が進行中である。

今後の研究の推進方策

収集された各種細胞由来のEVに関してmiRNA-seq解析を行い、心筋分化・成熟化を担う機能的分子の同定を進める。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Versatile extracellular vesicle-mediated information transfer: intercellular synchronization of differentiation and of cellular phenotypes, and future perspectives.2024

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Minakawa, Jun K. Yamashita
    • 雑誌名

      Inflamm Regen.

      巻: 44 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1186/s41232-024-00318-5

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracellular vesicles and microRNAs in the regulation of cardiomyocyte differentiation and proliferation.2023

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Minakawa, Jun K. Yamashita
    • 雑誌名

      Arch Biochem Biophys

      巻: 749 ページ: 109791-109791

    • DOI

      10.1016/j.abb.2023.109791

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 小胞ライブイメージングが解き明かす 新しい細胞間情報伝達様式2023

    • 著者名/発表者名
      皆川 朋皓, 石館 文善, 藤原 敬宏, 山下 潤
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 小胞を介した新しい情報伝達様式と細胞形質同調2023

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro MINAKAWA, Jun K.YAMASHITA
    • 学会等名
      第10回 日本細胞外小胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 隣接細胞間における小胞の新たな輸送機構と細胞形質同調2023

    • 著者名/発表者名
      皆川 朋皓, 山下潤
    • 学会等名
      第44回 日本炎症・再生医学会年次集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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