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2016 年度 実施状況報告書

心筋直接リプログラミングを促進する化合物の同定

研究課題

研究課題/領域番号 15K15313
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

家田 真樹  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70296557)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード心筋 / リプログラミング
研究実績の概要

1. 心筋誘導化合物によるマウス心筋直接リプログラミング(1) 心筋誘導化合物によるリプログラミング改善のメカニズム解析(2) 化合物を用いて心筋誘導転写因子を減らせるか検討する
マウス線維芽細胞から拍動する心筋細胞誘導を促進する化合物を同定するため、これまで幹細胞からの心筋誘導、iPS細胞作製において高い効果を示した化合物をスクリーニングした。Gata4/Mef2c/Tbx5を遺伝子導入し、翌日から培養液を無血清培地に変え10の化合物をスクリーニングし4週後に拍動心筋の数を計測した。その結果、化合物FFVの添加によりマウス心筋直接リプログラミングが促進した。そのメカニズム解析としてGO term解析やPathway解析を行ったところ、4週でイオンチャネル、イオントランスポーター、心筋収縮関連遺伝子など心臓機能に関与する遺伝子群がグローバルに上昇していた。さらにその詳細な分子メカニズムとしては、心筋誘導化合物がGata4遺伝子などの心筋リプログラミング遺伝子を上昇させていることを見出した。次にその結果を受けて、これまでの心筋リプログラミングではGata4/Mef2c/Tbx5と3つの転写因子を線維芽細胞に遺伝子導入する必要があったが、心筋誘導転写因子を減らせるか検討した。これまでの実験の結果Mef2c/Tbx5の2因子のみで拍動する心筋の誘導が可能であった。さらにMef2c/Tbx5の2因子で誘導した心筋細胞では様々な心筋蛋白の発現や横紋構造形成を確認した。
2. 心筋誘導化合物によるヒト心筋直接リプログラミング
つぎにヒト細胞で心筋誘導化合物によるヒト心筋直接リプログラミングが改善するか検討した。心筋誘導化合物を用いてこれまでと同様にGata4/Mef2c/Tbx5/Mesp1/Myocdで心筋直接リプログラミングを行った。1か月後に心筋蛋白を発現する心筋細胞作製に成功した。

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

心筋誘導化合物によるリプログラミング改善のメカニズム解析を明らかにし、さらに化合物を用いて心筋誘導転写因子を減らすことができた。

今後の研究の推進方策

ヒト細胞を入手して、化合物を用いて作成したヒト誘導心筋細胞の遺伝子発現プロファイル、生理的機能の詳細な検討を行う。具体的には、ヒト線維芽細胞で化合物による心筋直接リプログラミングや誘導心筋細胞の詳細な解析をする予定であったが、ヒト検体が予定通りに集まらなかったため、細胞誘導実験の一部を来年度に行うこととした。来年度はヒト細胞をさらに入手して、化合物を用いて作成したヒト誘導心筋細胞の遺伝子発現プロファイル、生理的機能の詳細解析を行う。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度にヒト線維芽細胞で化合物による心筋直接リプログラミングや誘導心筋細胞の詳細な解析をする予定であったが、ヒト検体が予定通りに集まらなかったため、細胞誘導実験の一部を来年度に繰り越すこととなった。

次年度使用額の使用計画

来年度はヒト細胞を入手し、化合物を用いて作成したヒト誘導心筋細胞の遺伝子発現プロファイル、生理的機能の検討を行う。未使用額は来年度の試薬、物品費に使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Discovery and progress of direct cardiac reprogramming.2017

    • 著者名/発表者名
      Kojima H, Ieda M
    • 雑誌名

      Cell Mol Life Sci.

      巻: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/s00018-017-2466-4

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The histone 3 lysine 9 methyltransferase inhibitor chaetocin improves prognosis in a rat model of high salt diet-induced heart failure.2017

    • 著者名/発表者名
      Ono T, Kamimura N, Matsuhashi T, Nagai T, Nishiyama T, Endo J, Hishiki T, Nakanishi T, Shimizu N, Tanaka H, Ohta S, Suematsu M, Ieda M, Sano M, Fukuda K, Kaneda R.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 1 ページ: e39752

    • DOI

      10.1038/srep39752.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heart Development, Diseases, and Regeneration- New Approaches From Innervation, Fibroblasts, and Reprogramming.2016

    • 著者名/発表者名
      Ieda M
    • 雑誌名

      Circ J.

      巻: 80 ページ: 2081-2088

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-16-0815

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Induced Pluripotent Stem Cells and Direct Cardiac Reprogramming; Solving Barriers for a Powerful Future: The 2016 New Experimental and Clinical Information2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ieda
    • 学会等名
      American College of Cardiology: New York Cardiovascular Symposium
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Mechanisms of Cardiac Reprogramming2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ieda
    • 学会等名
      American Heart Association Scientific Sessions 2016
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Making New Cardiomyocytes by Direct Reprogramming2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ieda
    • 学会等名
      The 5th Gwangju-Boston Joint Cardiology Symposium
    • 発表場所
      Gwangju, South Korea
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct cardiac reprogramming and cell fate decision2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ieda
    • 学会等名
      Cardiovascular Development and Regeneration Symposium
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-05-13 – 2016-05-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Converting fibroblasts into cardiomyocytes2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ieda
    • 学会等名
      2016 ISHR World Congress Symposium
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2016-04-18 – 2016-04-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 最新冠動脈疾患学(下巻)2016

    • 著者名/発表者名
      九石優樹、家田真樹
    • 総ページ数
      p183-187
    • 出版者
      日本臨床社
  • [図書] 循環器専門医2016

    • 著者名/発表者名
      田村文弥、家田真樹
    • 総ページ数
      p211-217
    • 出版者
      南江堂
  • [図書] 心臓2016

    • 著者名/発表者名
      家田真樹
    • 総ページ数
      p1333
    • 出版者
      日本医学出版
  • [図書] 心臓2016

    • 著者名/発表者名
      貞廣威太郎、家田真樹
    • 総ページ数
      p1351-1356
    • 出版者
      日本医学出版
  • [図書] Clinical Calcium2016

    • 著者名/発表者名
      黒津祥太、家田真樹
    • 総ページ数
      p1697-1702
    • 出版者
      医薬ジャーナル

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公開日: 2018-01-16  

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