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2018 年度 実績報告書

疾患iPS細胞由来三次元バイオマテリアル心臓組織を用いた心筋症治療薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K10626
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

升本 英利  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)

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]
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード心臓再生医療 / iPS細胞 / バイオエンジニアリング
研究実績の概要

(研究の目的)
心筋症を背景とした末期心不全に対する心臓移植の代替治療として、左室補助装置・外科的左室形成術等との併用により大きな効果を得るための薬剤を開発するために、心筋症患者由来iPS細胞から分化誘導し作製した三次元バイオマテリアル人工心臓組織を用いた薬剤スクリーニングを行うことにより、 不全心に対する収縮力・アドレナリン受容体感受性等を回復しうる新規薬剤開発に結びつけることが目的である。
(研究の成果)
疾患再現モデル作製のための細胞準備として、外部セルバンクより入手した拡張型心筋症患者等から樹立したiPS細胞を用いた、心筋細胞などの心臓を構成する細胞への分化誘導の方法を確立した。また詳細な病態再現を行うための三次元組織を作製するため、様々な形態の三次元組織を作製し、その組織学的・動態的および生化学的特性を解析したところ、人工組織の未成熟性による不均一な収縮特性およびイオンチャネル関連遺伝子発現等の未成熟性が明らかとなり、新規薬剤開発に適した三次元人工心臓組織を構成するために、さらに組織の成熟化を推進する必要性が示されたため、これまで他グループより複数報告されている電気刺激による成熟化トレーニング培養による成熟化を試み、成熟心筋組織に関連する構造蛋白などのmRNA発現上昇を確認した。これらの結果から、新規薬剤開発に使用しうる疾患iPS細胞由来三次元バイオマテリアル人工心臓組織の開発における基礎研究基盤が示された。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chronic optical pacing conditioning of h-iPSC engineered cardiac tissues.2019

    • 著者名/発表者名
      Dwenger M, Kowalski WJ, Ye F, Yuan F, Tinney JP, Setozaki S, Nakane T, Masumoto H, Campbell P, Guido W, Keller BB.
    • 雑誌名

      J Tissue Eng

      巻: 10 ページ: 204173141984174

    • DOI

      10.1177/2041731419841748

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Human iPS cell-engineered three-dimensional cardiac tissues perfused by capillary networks between host and graft.2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H, Yamashita JK.
    • 雑誌名

      Inflamm Regen.

      巻: 38 ページ: 26

    • DOI

      10.1186/s41232-018-0084-7.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human iPS cell-derived cardiac tissue sheets for functional restoration of infarcted porcine hearts2018

    • 著者名/発表者名
      Ishigami M, Masumoto H, Ikuno T, Aoki T, Kawatou M, Minakata K, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK, Minatoya K.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 13 ページ: e0201650

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0201650

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sustained release of basic fibroblast growth factor using gelatin hydrogel improved left ventricular function through the alteration of collagen subtype in a rat chronic myocardial infarction model.2018

    • 著者名/発表者名
      Li Z, Masumoto H, Jo JI, Yamazaki K, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K.
    • 雑誌名

      Gen Thorac Cardiovasc Surg

      巻: 66 ページ: 641-647

    • DOI

      10.1007/s11748-018-0969-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A therapeutic angiogenesis of sustained release of basic fibroblast growth factor using biodegradable gelatin hydrogel sheets in a canine chronic myocardial infarction model.2018

    • 著者名/発表者名
      Kumagai M, Minakata K, Masumoto H, Yamamoto M, Yonezawa A, Ikeda T, Uehara K, Yamazaki K, Ikeda T, Matsubara K, Yokode M, Shimizu A, Tabata Y, Sakata R, Minatoya K.
    • 雑誌名

      Heart Vessels

      巻: 33 ページ: 1251-1257

    • DOI

      10.1007/s00380-018-1185-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 同種 iPS 細胞を用いた心不全治療を目指して:これからの心不全治療における iPS 細胞を用いた再生医療の役割2019

    • 著者名/発表者名
      升本英利
    • 学会等名
      第18回再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 心臓再生医療用のヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体の開発2018

    • 著者名/発表者名
      升本 英利,中根 武一郎,平尾 慎吾,瀧本 真也,李 子澎,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,田畑 泰彦,山下 潤,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第118回日本外科学会定期学術集会
  • [学会発表] ミニブタ心筋梗塞モデルに対するヒトiPS細胞由来積層化心臓組織シート移植による心機能改善効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      平尾 慎吾,升本 英利,西尾 博臣,川東 正英,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,田畑 泰彦,山下 潤,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第118回日本外科学会定期学術集会
  • [学会発表] マウス下肢虚血モデルにおけるゼラチンスポンジを用いたiPS細胞由来血管構成細胞移植による血流改善および血管再生効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      津丸 真一,升本 英利,川東 正英,幾野 毅,金光 ひでお,植山 浩二,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第46回日本血管外科学会学術総会
  • [学会発表] Human iPSC-derived cardiac tissue transplantation to a rat unloaded ischemic heart model2018

    • 著者名/発表者名
      Heima D, Masumoto H, Kawatou M, Osada H, Takeda M, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita J.K.
    • 学会等名
      第2回日本循環器学会基礎研究フォーラム
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた致死性心室性不整脈再現3次元心臓組織モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      川東 正英,升本 英利,金光 ひでお,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第71回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [学会発表] 左室補助装置下の虚血性心疾患におけるヒトiPS細胞由来心臓組織移植の効果について:ラット異所性移植モデルを用いた検討2018

    • 著者名/発表者名
      平間 大介,升本 英利,川東 正英,金光 ひでお,山﨑 和裕,池田 義,湊谷 謙司
    • 学会等名
      第71回日本胸部外科学会定期学術集会
  • [学会発表] Updates for Cardiovascular Regenerative Medicine Based on Biomaterials and Beyond.2018

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H.
    • 学会等名
      第5回国際組織工学・再生医療学会世界会議
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Torsade de Pointes arrhythmia model in vitro with 3D human iPS cell-engineered heart tissue2018

    • 著者名/発表者名
      Kawatou M, Masumoto H, Ashihara T, Yamashita JK.
    • 学会等名
      第5回国際組織工学・再生医療学会世界会議
    • 国際学会
  • [学会発表] Human iPS Cell-Derived Cardiac Tissue Transplantation to a Rat Unloaded Ischemic Heart Model Mimicking Left Ventricular Assist Device Implantation2018

    • 著者名/発表者名
      Heima D, Masumoto H, Kawatou M, Osada H, Ikeda T, Tabata Y, Minatoya K, Yamashita J.K.
    • 学会等名
      AHA (American Heart Association) Scientific Sessions 2018
    • 国際学会
  • [図書] Stem Cells in Clinical Practice and Tissue Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Nakane, T, Masumoto H, Keller BB.
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      InTech Open
    • ISBN
      978-1-78923-011-6
  • [備考] 京都大学 心臓血管外科

    • URL

      http://kyoto-cvs.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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