ES細胞を用いた新しい心筋細胞分化多様化誘導法の開発と機能選択的心臓再生

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16390224
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山下 潤 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (50335288)
• キーワード: ES細胞 / Flk1 / 心筋分化 / 心筋再生 / ペースメーカー / 前駆細胞 / ヒトES細胞

研究概要

我々は、ES細胞(胚性幹細胞)を用いて血管および心臓の分化研究を行い、Flk1陽性細胞を共通の前駆細胞として、主要な循環器系構成細胞を系統的に分化誘導できる新しい細胞分化システムを構築した(Nature, 2000)。本研究は、ES細胞を用いて、ペースメーカー細胞や心室筋細胞など機能特化した多様な心筋細胞を特異的に誘導する新しい方法を開発し、新たなフェーズの心臓再生法を開拓することを目的とする。本年度は年度計画に従い以下の研究を行った。1)効率的心筋分化誘導法の開発:Flk1陽性細胞をストローマ細胞上で培養することにより、従来の胚様体法の約2-3倍の効率で心筋細胞が分化誘導されることを明らかにした(Yamashita, FASEB J, 2005)。2)心筋分化過程の解析:Flk1陽性細胞からの分化途上において、高頻度(約80%)に心筋細胞に分化する前駆細胞(Flk1陽性CXCR4陽性VE-カドヘリン陰性)を同定した(FASEB J, 2005)。Flk1陽性細胞から心筋前駆細胞、心筋細胞に至る心筋分化過程における遺伝子プロファイルを作製した。3)機能特化心筋細胞(ペースメーカーおよび心室筋)特異的分化誘導法の開発:本分化系において、心室筋に加え、HCN4陽性ペースメーカー細胞及びConnexin40陽性刺激伝導系細胞が誘導されていることを明らかにした。4)種々の誘導細胞の純化と動物移植実験による移植効果の検討:誘導心筋細胞を純化し、マウス及びラット心筋梗塞モデルへの移植実験を行い細胞移植の効果を検討している。5)機能的至適移植細胞を用いた新しい機能選択的心臓再生法の開発:1)-4)の実験により検討中。6)ヒトES細胞を用いた心筋分化研究:ヒトES細胞使用計画の承認を受け、ヒトES細胞培養を開始した。心筋細胞の分化を確認している。

研究成果

• [雑誌論文] Prospective identification of cardiac progenitor potentials by a novel single cell-based cardiomyocyte induction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamashita JK, Takano M, Hiraoka-Kanie M, Shimazu C, Yan P, Yanagi K, Nakano A, Inoue E, Kita F, Nishikawa SI.
  • 雑誌名: FASEB J 19 ページ: 1534-1536
• [雑誌論文] A high level of endothelial cell-specific gene expression by a combination of 5' flanking region and 5' half of the first intron of VE-cadherin gene. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hisatsune H, Matsumura K, Ogawa M, Uemura A, Kondo N, Yamashita JK, Katsuda H, Nishikawa S, Chiba T, Nishikawa SI.
  • 雑誌名: Blood 105 ページ: 4657-4663
• [雑誌論文] Fluid shear stress induces differentiation of Flk-1-positive embryonic stem cells into vascular endothelial cells in vitro. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Sokabe T, Watabe T, Miyazono K, Yamashita JK, Obi S.Ohmura N, Matsushita A, Kamiya A, Ando J.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 288 ページ: H1915-H1924
• [雑誌論文] Differentiation from embryonic stem cells to vascular wall cells under in vitro pulsatile flow loading. (2005)
  • 著者名/発表者名: Huang H, Nakayama Y, Qin K, Yamamoto K, Ando J, Yamashita J, Itoh H, Kanda K, Yaku H, Okamoto Y, Nemoto Y
  • 雑誌名: J Artif Organ 8 ページ: 110-118
• [雑誌論文] Angiotensin II suppresses growth arrest specific homeobox (Gax) expression via redox-sensitive mitogen-activated protein kinase (MAPK). (2005)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Itoh H, Yamashita J, Doi K, Chun TH, Tanaka T, Inoue M, Masatsugu K, Fukunaga T, Sawada N, Sakaguchi S, Arai H, Tojo K, Tajima N, Hosoya T, Nakao K
  • 雑誌名: Regul Pept 127 ページ: 159-167
• [雑誌論文] Therapeutic potential of thiazolidinedinoes in activation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma for monocyte recruitment and endothelial regeneration (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Fukunaga Y, Itoh H, Doi K, Yamashita J, Chun TH, Inoue M, Masatsugu K, Saito T, Sawada N, Sakaguchi S, Arai H, Nakao K
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol 508 ページ: 255-265