| 研究課題/領域番号 |
15K10209
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
阪口 仁寿 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (40743026)
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| 研究分担者 |
池田 義 京都大学, 医学研究科, 准教授 (40281092)
南方 謙二 京都大学, 医学研究科, 講師 (60539675) [辞退]
杉山 篤 東邦大学, 医学部, 教授 (60242632)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 心筋疾患外科学 / iPS細胞 / 心筋梗塞 / 重症心不全 / 致死的不整脈 / ホルター心電図 / プログラム電気刺激 / マイクロミニピッグ |
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| 研究実績の概要 |
1.ミニブタ心筋梗塞モデルを用いたiPS細胞由来心臓構成細胞移植による不整脈評価実験
マイクロミニピッグの左冠動脈前下行枝第二対角枝分岐部抹消にて２重結紮を行い心筋筋梗塞を作製した。２週間後に再開胸し、iPS細胞由来心臓組織シートを４枚、梗塞部位とその周囲を全て覆うように移植した。移植したシートに対する拒絶反応を抑制するために術前３日から術後５６日までタクロリムス0.1mg/kgを投与した。心エコーで移植後８週において、左室内径短縮率は偽手術群と比較し、有意に改善を認めた。ホルター心電図にて偽手術群は２例の個体で致死的不整脈のひとつである心室頻拍（VT)の出現を認めたが、シート移植群はすべての個体でVTの出現は無かった。致死的不整脈発生のサロゲートマーカーである１心拍毎のQT間隔のばらつきを定量化（STV)し、比較したところ、１週間後のSTVは偽手術群と比較し、シート移植群にて有意に低かった。またプログラム電気刺激（心室頻回刺激法）を行い、致死的不整脈誘発の有無を評価したところ、偽手術群２例、シート移植群２例にてVTが誘発された（有意差なし）。以上によりヒトiPS細胞由来心臓組織シートは、不整脈リスクを増大させること無く、ブタ心筋梗塞モデルの心機能を回復させたことを示した。iPS細胞を用いた心臓再生治療の安全性をヒトに近い心拍数を持つミニブタの心筋梗塞モデルを用いて電気生理学的評価を行い、安全性の一端を示すことができた。
2.iPS細胞由来心筋細胞の成熟化メカニズム解析（in vivo)
ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞をそれぞれ混合してシート化した後に、細胞外他電極電位測定装置を用いて不整脈解析を行ったところ、臨床的にQT延長を示すE-4031の高濃度負荷にて、一定以下の心筋細胞の割合のシートでよりリエントリ型の不整脈が多発することを示した。
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| 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
ヒトiPS細胞から誘導した心筋細胞と間質細胞の混合率を最適化し、より確実にE-4031の高濃度負荷によるリエントリー型の不整脈を発生させることに成功し、また細胞の動きを観察するセルモーションイメージングシステムを用い、リエントリー型不整脈を可視化させ、メカニズムの解明に一歩近づいた。
これらは国際学会にてその成果を発表することができた。
また前回ミニピッグでは移植したヒトiPS細胞由来心臓組織シートが生着しなかったが、今回は５層の多層化を行い、さらに間にゼラチンハイドロゲルマイクロスフィアを挟むことによりシートの生着率を改善し、ブタの心筋梗塞モデルにおいて１ヶ月後の移植細胞の生着を確認し、その間致死的不整脈であるVTによる死亡を認めないことを確認した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今回はヒトiPS細胞由来心臓組織シートの多層化およびゼラチンハイドロゲルマイクロスフィアの使用によりシートの生着および心機能の改善が得られたため、今後は生着した上でのヒトiPS細胞由来心臓組織シートによる致死的不整脈の有無の評価を行いたいと思う。
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| 備考 |
京都大学心臓血管外科
kyoto-cvs.jp
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