「脱細胞化マトリックスを用いた心臓の再生」～立体臓器構築をめざした基盤技術の確立

• 研究課題/領域番号: 26293188
• 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: 循環器内科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 李 鍾國 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授(常勤) (60303608)
• 研究分担者: 宮川 繁 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授(常勤) (70544237)
• 研究協力者: 三輪 佳子 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) ; 横山 光樹 大阪大学, 医学系研究科, 大学院生 ; 巴山 里木 大阪大学, 医学系研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: ３次元組織構築 / 脱細胞化 / 細胞外マトリックス / 心筋細胞 / iPS細胞 / 光学マッピング / 興奮伝播 / 組織透明化 / 脱細胞化心臓マトリックス / 細胞接着因子 / 組織透明化技術 / 再生医学 / 組織工学 / 脱細胞化マトリックス / 臓器構築 / 3次元心筋組織 / 移植

研究成果の概要

成獣ラット心臓を、界面活性剤を用いて脱細胞化処理し、心臓細胞外マトリックスを作成、新生仔ラット心臓由来単離心臓構成細胞を播種し、臓器様3次元心筋組織を構築、光学マッピング法等による方法で機能・形態解析を行なった。本成果は国際生体材料科学雑誌に報告した（Yasui et al. Biomaterials. 2014; IF 8.387）。さらに、組織透明化技術を応用し、マウス心臓における冠血管走行と交感神経の分布を3次元で解析することに成功し、臓器様3次元心筋組織における形態特性の評価に利用可能な技術の確立を行った（Yokoyama et al. AHA2016他で発表。論文投稿中）。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of endothelial β-catenin signaling induces heart failure. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A, Naito AT, Sumida T, Nomura S, Shibamoto M, Higo T, Okada K, Sakai T, Hashimoto A, Kuramoto Y, Oka T, Lee JK, Harada M, Ueda K, Shiojima I, Limbourg FP, Adams RH, Noda T, Sakata Y, Akazawa H, Komuro I.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 25009-25009
  • DOI: 10.1038/srep25009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A New In Vitro Co-Culture Model Using Magnetic Force-Based Nanotechnology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanari H, Miwa K, Fu X, Nakai J, Ito A, Ino K, Honda H, Tonomura W, Konishi S, Opthof T, van der Heyden MA, Kodama I, Lee JK.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 未定 号: 10 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1002/jcp.25342
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of Induced Pluripotent Stem Cells From Patients With Duchenne Muscular Dystrophy and Their Induction to Cardiomyocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Naito AT, Lee JK, Kitazume-Taneike R, Ito M, Yamaguchi T, Nakata R, Sumida T, Okada K, Nakagawa A, Higo T, Kuramoto Y, Sakai T, Tominaga K, Okinaga T, Kogaki S, Ozono K, Miyagawa S, Sawa Y, Sakata Y, Morita H, Umezawa A, Komuro I.
  • 雑誌名: International Heart Journal 巻: 57 号: 1 ページ: 112-117
  • DOI: 10.1536/ihj.15-376
  • NAID: 130005120987
  • ISSN: 1349-2365, 1349-3299
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Centrifugal microfluidic platform for single-cell level cardiomyocyte-based drug profiling and screening (2015)
  • 著者名/発表者名: Espulgar W, Aoki W, Ikeuchi T, Mita D, Saito M, Lee JK, Tamiya E
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 15 号: 17 ページ: 3572-3580
  • DOI: 10.1039/c5lc00652j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical microscopy imaging for the diagnosis of the pharmacological reaction of mouse embryonic stem cell-derived cardiomyocytes (mESC-CMs) (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikeuchi T, Espulgar W, Shimizu E, Saito M, Lee JK, Dou X, Yamaguchi Y, Tamiya E.
  • 雑誌名: Analyst 巻: 140 号: 19 ページ: 6500-6507
  • DOI: 10.1039/c5an01144b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pirfenidone exhibits cardioprotective effects by regulating myocardial fibrosis and vascular permeability in pressure overloaded hearts. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagami K, Oka T, Wang Q, et al.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 巻: 309 号: 3 ページ: 512-522
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00137.2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation propagation in three-dimensional engineered hearts using decellularized extracellular matrix. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasui H, Lee JK, Yoshida A, Yokoyama T, Nakanishi H, Miwa K, Naito AT, Oka T, Akazawa H, Nakai J, Miyagawa S, Sawa Y, Sakata Y, Komuro I
  • 雑誌名: Biomaterials. 巻: 35 ページ: 7839-7850
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] N-glycans: phenotypic homology and structural differences between myocardial cells and induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawamura T, Miyagawa S, Fukushima S, Yoshida A, Kashiyama N, Kawamura A, Ito E, Saito A, Maeda A, Eguchi H, Toda K, Lee JK, Miyagawa S, Sawa Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 10 ページ: e111064-e111064
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0111064
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Three dimensional Architecture of the Cardiac Sympathetic Nervous System in Tissue-Cleared Hearts of Mice of after Myocardial Infarction. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama T, Lee JK, Miwa K, Miyagawa S, Sawa Y, Sakata Y, Komuro I.
  • 学会等名: Gordon Research Seminar 2017.
  • 発表場所: Ventura, CA, USA
  • 年月日: 2017-02-15
  • 国際学会
• [学会発表] In Vitro Model of Allogenic Cell Transplantation for Conduction Defects - Electrical Coupling Between Rat iPS Cell-Derived Cardiac Cells and Rat Native Cardiac Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshida A, Lee JK, Miyagawa S, Sawa Y, Sakata Y.
  • 学会等名: AHA 2016 Scieintific Sessions.
  • 発表場所: New Orleans, LA , USA
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Tissue Clearance Technique Enables to Investigate Three-Dimensional Distribution of Cardiac Sympathetic Nervous System. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama T, Lee JK, Miwa K, Tomoyama S, Nakanishi H, Yoshida A, Miyagawa S, Sawa Y, SakataY.
  • 学会等名: AHA 2016 Scientific Sessions
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Electrical prperties of stem-cell derived cardiac tissues experimental platforms for research and development. (2016)
  • 著者名/発表者名: Lee JK
  • 学会等名: 1st BioSensing Technology Workshop & Conference 2016
  • 発表場所: Manila, Philippine
  • 年月日: 2016-09-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Autonomic innervation to engineered cardiac tissues- Implication to Biological Pacemaker (2015)
  • 著者名/発表者名: 李 鍾國
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2015-04-24
  • 招待講演
• [学会発表] Electrical properties of threedimensional engineered hearts using decellularized extracellular matrix. (2015)
  • 著者名/発表者名: LeeJ, Yasui H, Yokoyama T, Nakanishi H, Yoshida A, Miwa K, Nakai J, Miyagawa S, Sawa Y, Sakata Y, Komuro I.
  • 学会等名: Gordon Research Conference: Cardiac Arrhythmia Mechanisms.
  • 発表場所: Garba, Italy
  • 年月日: 2015-03-22 – 2015-03-27