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2018 年度 実績報告書

幹細胞を用いた3次元的組織構築による新世代in vitro組織・臓器モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K19676
研究機関京都大学

研究代表者

山下 潤  京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード再生医学 / 細胞・組織 / 循環器・高血圧
研究実績の概要

1)hiPS-CTSを用いたリエントリー型不整脈発生モデル:研究代表者は、ヒトiPS細胞から心臓を構成する細胞(心筋細胞、内皮細胞、壁細胞等)を誘導し、温度感受性培養皿(東京女子医大)を用いた細胞シート作製技術を用いて、それら細胞を含むhiPS-CTSの作製に成功している。この複数種細胞からなるミニ3D構造を持つ心臓組織が、より生体の心臓に近い反応を示しうる可能性を検討する。MEAが底面に配された培養皿での細胞外電位の測定とセルモーション解析システム(Sony Motion Vector)による2次元的細胞動態同時観察を行いながら、QT延長誘導薬剤であるIkrブロッカーE4031を投与し、QT延長作用により誘発される薬剤性不整脈の発生及びリエントリーの発生を観測する。
2)hiPS-CTSを用いた致死性不整脈Torsade de Points(TdP)再現モデル:TdPは、心電図上で多形性の心室頻脈波形を示す。また2次元的細胞動態としては、回旋中心が移動するMeandering(さまよい)現象が認められるはずである。
実際にhiPS-CTSを作製しE4031を投与したところ、TdPの心電図波形に類似した細胞外電位波形とともに回旋中心のさまよい現象が認められた。これらの現象は心筋細胞のみでは認められず、心筋を含む複数種の細胞と3D構造が重要であり、心臓組織のミニ3D構造を再現することにより、致死性不整脈の発生そのものを再現できるようになることを明らかにした。本研究は世界で始めてTdPを再現しうるin vitroモデルを示したものであり、Nature Communication誌に掲載された(Kawatou,Nat Commun,2017)。
2018年度は同不整脈発生モデルを疾患iPS細胞研究等に発展的に応用した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] AMPK activators contribute to maintain naïve pluripotency in mouse embryonic stem cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Yajing Liu, Jun K. Yamashita
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 509 ページ: 24-31

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.11.164

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Induced Pluripotent Stem Cells and Their Use in Human Models of Disease and Development2019

    • 著者名/発表者名
      Karagiannis Peter、Takahashi Kazutoshi、Saito Megumu、Yoshida Yoshinori、Okita Keisuke、Watanabe Akira、Inoue Haruhisa、Yamashita Jun K.、Todani Masaya、Nakagawa Masato、Osawa Mitsujiro、Yashiro Yoshimi、Yamanaka Shinya、Osafune Kenji
    • 雑誌名

      Physiological Reviews

      巻: 99 ページ: 79~114

    • DOI

      https://doi.org/10.1152/physrev.00039.2017

  • [学会発表] iPS細胞研究の循環器領域への応用-新しい病態モデル・細胞ソース・治療戦略-2018

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      第79回循環器診療セミナーin 西宮
    • 招待講演
  • [学会発表] CTS (cardiac tissue sheet)-Stacks for Cell therapy & Drug discovery2018

    • 著者名/発表者名
      山下潤
    • 学会等名
      Global BI Stem Cell Meeting 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来の薬剤誘発性Torsade de Pointes再現心臓組織モデル2018

    • 著者名/発表者名
      川東正英,山下潤
    • 学会等名
      第22回日本心血管内分泌代謝学会学術総会(CVEM2018)
  • [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
      川東正英,山下潤
    • 学会等名
      5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society (TERMIS) World Congress
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学iPS細胞研究所 増殖分化機構研究部門 山下潤研究室 研究概要

    • URL

      http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/yamashita_summary.html

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公開日: 2019-12-27  

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