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

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19676
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 器官システム内科学およびその関連分野
• 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)
• 研究協力者: 川東 正英
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: 疾患モデル / 細胞・組織 / 循環器・高血圧 / iPS細胞 / 不整脈

研究成果の概要

１）ヒトiPS細胞由来心臓組織シート(hiPS-CTS)を用いたリエントリー型不整脈発生モデル：心臓細胞（心筋細胞＋壁細胞）をヒトiPS細胞から誘導しミニ３D構造の心臓組織を作製した。QT延長誘導薬剤E4031投与によりリエントリーによる心室頻拍様不整脈が観測された。
２）hiPS-CTSを用いた致死性不整脈Torsade de Points(TdP)再現モデル：hiPS-CTSへのE4031投与により、TdPに類似した細胞外電位波形と回旋中心のさまよい現象が認められた。世界初の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。

自由記述の分野

幹細胞生物学、循環器内科学、再生医学

研究成果の学術的意義や社会的意義

TdPなどの致死性不整脈は、種々の疾患や薬剤の副作用に認められ重篤な結果をもたらす。しかしこれらを培養下に再現し、病態の検討を行えるin vitroモデルは存在しなかった。本研究は、ヒトiPS細胞由来の複数種の心臓の細胞を用いて３D構造を形成することにより、世界で初めてTdPの発生をin vitroで再現することに成功したものであり、今後の病態研究、創薬、安全性試験などに多大な貢献をもたらすと考えられる。