多能性幹細胞由来心筋シートによる心機能改善機序の解明および心不全治療創薬への応用

• 研究課題/領域番号: 24390327
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 胸部外科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 坂田 隆造 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20325781)
• 研究分担者: 池田 義 京都大学, 大学院医学研究科, 准教授 (40281092) ; 山下 潤 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 再生医療 / 細胞移植 / ヒトiPS細胞 / 心不全治療 / 多能性幹細胞

研究成果の概要

ラット心筋梗塞モデルにおけるマウスES細胞由来心臓組織シート移植治療の系を用いて、治療メカニズムを検討した。ヌードラットを治療群と非治療群の2群に分類、マウスES細胞由来心臓組織シートを移植した。移植したシート・移植されたラットの心臓をリアルタイムqPCRやDNAマイクロアレイにて解析し、複数の治療効果を担う候補遺伝子を探索的に調べた。さらに候補として同定されたものの一つであるb-FGFのラット慢性期心筋梗塞モデルにおける徐放投与実験を行ったが、血管新生・心機能改善効果を認めた。本研究では心不全治療創薬の候補の効果を示すとともに、心不全治療創薬のスクリーニングを確立することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Human iPS cell-engineered cardiac tissue sheets with cardiomyocytes and vascular cells for cardiac regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikuno T, Takeda M, Fukushima H, Marui A, Katayama S, Shimizu T, Ikeda T, Okano T, Sakata R, Yamashita JK.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 号: 1 ページ: 6716-6716
  • DOI: 10.1038/srep06716
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single-step generation of gene knockout-rescue system in pluripotent stem cells by promoter insertion with CRISPR/Cas9. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga T, Yamashita JK*
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 444 号: 2 ページ: 158-163
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of hepatocyte growth factor in myocarditis rats induced by immunization with porcine cardiac myosin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakano J, Ikeda T, Sakata R et al.
  • 雑誌名: Interact Cardiovasc Thorac Surg 巻: 18 号: 3 ページ: 300-307
  • DOI: 10.1093/icvts/ivt512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of microRNA-145 to prevent vein graft disease in rabbits by regulation of smooth muscle cell phenotype. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohnaka M, Ikeda T, Sakata R et al.
  • 雑誌名: J Thorac Cardiovasc Surg. 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 676-682.e2
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2013.11.054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strategies in cell therapy for cardiac regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 33 号: 2 ページ: 114-120
  • DOI: 10.2492/inflammregen.33.114
  • NAID: 130004943839
  • ISSN: 1880-8190, 1880-9693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of chemicals inducing cardiomyocyte proliferation in developmental stage-specific manner with pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H, Magadum A, Seo K, Fukushima H, Takeuchi A, Nakagawa Y, Moyes KW, Narazaki G, Kuwahara K, Laflamme M, Matsuoka S, Nakatsuji N, Nakao K, Kwon C, Kass DA, Engel FB, Yamashita JK
  • 雑誌名: Circ Cardiovasc Genet 巻: 6(6) 号: 6 ページ: 624-33
  • DOI: 10.1161/circgenetics.113.000330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevention of retrosternal adhesion by novel biocompatible glue derived from food additives. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamitani T, Ikeda T, Sakata R et al.
  • 雑誌名: J Thorac Cardiovasc Surg 巻: 146 号: 5 ページ: 1232-1238
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pluripotent Stem Cell-Engineered Cell Sheets Re-Assembled with Defined Cardiovascular Populations Ameliorate Reduction in Infarct Heart Function Through Cardiomyocyte-Mediated Neovascularization. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Matsuo T, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, et al.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 30 ページ: 1196-1205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiovascular surgery for realization of regenerative medicine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H
  • 雑誌名: Gen Thorac Cardiovasc Surg 巻: 60 号: 11 ページ: 744-755
  • DOI: 10.1007/s11748-012-0139-7
  • 査読あり
• [学会発表] 多能性幹細胞による心筋再生研究の最前線 (2015)
  • 著者名/発表者名: 升本 英利
  • 学会等名: 第45回日本心臓血管外科学会学術総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-18
• [学会発表] 2 型 VEGF 受容体陽性細胞純化再培養によるヒト iPS 細胞からの効率的血管内 皮細胞分化誘導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石上雅之助
  • 学会等名: 第45回日本心臓血管外科学会学術総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-18
• [学会発表] Transplantation of cardiac cell sheet including human iPS cell-derived cardiomyocytes and vascular cells to infarcted porcine heart restores impaired left ventricular global function and dyssynchrony (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishigami M
  • 学会等名: AHA2014
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] ミニブタ心筋梗塞モデルへのヒトiPS 細胞由来心臓組織シート移植による心機能回復 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石上 雅之助
  • 学会等名: 第67回日本胸部外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-09-30 – 2014-10-03
• [学会発表] 2型血管内皮細胞増殖因子受容体陽性細胞の純化再培養によるヒトiPS 細胞からの血管内皮細胞分化誘導の効率化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 幾野 毅
  • 学会等名: 第67回日本胸部外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-09-30 – 2014-10-03
• [学会発表] Scalable and highly efficient endothelial cell differentiation methods from human induced pluripotent stem cells based on monolayer and serum-free culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T
  • 学会等名: ESC Congress 2014
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [学会発表] Scalable and highly efficient endothelial cell differentiation methods from human induced pluripotent stem cells based on monolayer and serum-free culture for realization of regenerative medicine (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-21
• [学会発表] High-purity and scalable endothelial cell differentiation methods from human induced pluripotent stem cells based on monolayer and serum-free culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T
  • 学会等名: 18th International Vascular Biology Meeting
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-17
• [学会発表] 再生医療を見据えたヒトiPS細胞からの効率的な血管内皮細胞分化誘導法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 幾野 毅，池田 義、坂田 隆造ほか
  • 学会等名: 第44回日本心臓血管外科学会学術総会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Efficient and Robust Endothelial Cell Differentiation Methods (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK.. et
  • 学会等名: 第78回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Efficient and Scalable Endothelial Cell Differentiation Method from Human Induced Pluripotent Stem Cells Based on 2-D Monolayer and Serum-Free Culture． (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK. et al.
  • 学会等名: ISSCR(International Society for Stem Cell Research) 11th Annual Meeting.
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Efficient endothelial cell differentiation protocol from human induced pluripotent stem cells based on monolayer and serum-free culture for realization of vascular regenerative medicine． (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikuno T, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK.. et al.
  • 学会等名: ESC Congress2013
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
• [学会発表] ヒト人工多能性幹(iPS)細胞からの効率的な内皮細胞分化誘導法． (2013)
  • 著者名/発表者名: 幾野 毅，池田 義、坂田 隆造，山下 潤ほか
  • 学会等名: 第34回日本炎症再生医学会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] 無血清二次元単層培養によるヒトiPS細胞からの高効率高収量な内皮細胞分化誘導法． (2013)
  • 著者名/発表者名: 幾野 毅，池田 義、坂田 隆造，山下 潤ほか
  • 学会等名: 第21回日本血管生物医学会学術集会．
  • 発表場所: 大阪府豊中市
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた二次元単層培養による効率的内皮細胞分化誘導法． (2013)
  • 著者名/発表者名: 幾野 毅，池田 義、坂田 隆造ほか
  • 学会等名: 第66回日本胸部外科学会定期学術集会.
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] 再生医学研究が変える外科の近未来 細胞シート技術を用いた多能性幹細胞による心筋再生研究 機能的再生から組織再生へ． (2013)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、山下 潤、坂田隆造ほか
  • 学会等名: 第113回日本外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Mouse and human pluripotent stem cell - engineered cell sheets re - assembled with defined cardiovascular populations ameliorate reduction in infarct heart function through cardiomyocyte - mediated neovascularization (2012)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、坂田隆造、山下 潤, ほか
  • 学会等名: 第4回日本再生医療学会YIA受賞講演
  • 発表場所: 横浜市(基礎研究部門最優秀賞受賞)
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] ラット心筋梗塞モデルへのヒトiPS細胞由来心臓組織シート移植による心機能回復効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、坂田隆造、山下 潤, ほか
  • 学会等名: 第11回日本再生医療学会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] Human induced pluripotent stem cell - engineered tissue sheets with defined cardiovascular cell populations ameliorate function after myocardial infarction (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, et al.
  • 学会等名: 国際幹細胞学会第10回年次大会- ISSCR 2012 -
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来心臓組織シート移植による亜急性期虚血性心疾患治療の可能性についての基礎的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、坂田隆造、山下 潤, ほか
  • 学会等名: 第33回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都市(最優秀ポスター賞受賞)
• [学会発表] Transplantation of cardiac tissue sheets including defined cardiovascular cell populations differentiated from human induced pluripotent stem cells ameliorates cardiac dysfunction after subacute myocardial infarction (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, et al.
  • 学会等名: BCVS(Basic Caediovascular Sciences) 2012 Scientific Sessions
  • 発表場所: New Orleans, USA
• [学会発表] Transplantation of cardiac tissue sheets including human induced pluripotent stem cell - derived defined cardiovascular cell populations ameliorates cardiac function after myocardial infarction (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, et al.
  • 学会等名: ESC(European Society of Cardiology)Congress 2012
  • 発表場所: Munich, Germany
• [学会発表] ヒトiPS細胞から分化誘導した心臓構成細胞を含む細胞シート移植による亜急性期虚血性心疾患治療についての基礎的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、坂田隆造, ほか
  • 学会等名: 第65回日本胸部外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 福岡市(優秀演題)
• [学会発表] ransplantation of cell sheets with human iPS Cell - derived cardiomyocytes and vascular cells for infarcted hearts : a basic study (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, et al.
  • 学会等名: American Heart Association, Scientific Sessions 2012 (AHA 84th)
  • 発表場所: Los Angeles, USA
• [学会発表] Efficient differentiation of human iPS cells toward cardiovascular cell populations to generate bioengineered cardiac tissue . like cell sheets : a strategy for cardiac regeneration (2012)
  • 著者名/発表者名: 升本英利、池田 義、坂田隆造、山下潤, ほか
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会(ワークショップ)
  • 発表場所: 福岡市
• [備考] 京都大学心臓血管外科
  • URL: http://kyoto-cvs.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.kyoto-cvs.jp/study/