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2019 年度 実績報告書

細胞ホーミング特性に着目した心筋の自己組織化機構解明とバイオ人工心臓構築への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03517
研究機関大阪大学

研究代表者

李 鍾國  大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (60303608)

研究分担者 坂田 泰史  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00397671)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード自己組織化 / 細胞ホーミング / YAPシグナル / ストレスファイバー / 脱細胞化細胞外マトリックス / 臓器様三次元心筋組織構築 / 3次元イメージング
研究実績の概要

本研究課題においては、研究代表者らがこれまでに確立した脱細胞化細胞外マトリックスを用いた臓器様三次元心筋組織構築技術 (Yasui,Lee et al. Biomaterials. 2014) を用い、生理的機能・形態を有する3次元心筋組織の創出に向け、#1 細胞ホーミング機構の解明、#2 細胞基質間接着制御機構の解明、#3 三次元臓器の成熟化を促進する因子の探索に焦点をあて、研究を進めている。2019年度は下記研究を実施した。
1)新規脱細胞化技術の開発:新規糖脂質物質を用いることにより、細胞外マトリックスの大きさや形態などに影響を与えずに脱細胞化を遂行しうることを見出した。本成果は、特許出願をおこなうとともに、日本再生医療学会学術集会で発表した。また、脱細胞化工程において光干渉断層イメージング装置により解析を用い、3次元組織である脱細胞化技術の効果を評価する新規技術を開発し報告した。
2)細胞の増殖・遊走関連因子YAP活性とストレスファイバーアクチンとの関連:ディストロフィンが欠損しているデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD) 患者から樹立されたiPS細胞由来心筋細胞を用い、ディストロフィンがアンカリングするアクチンの機能性を調べた。また、ストレスファイバーであるアクチンの機能性を評価するため、アクチンダイナミクスをライブセルイメージングで解析するプラットフォーム構築を行った。一部の成果は日本心筋症研究会(YIA)で報告した。
3)内皮細胞と心筋細胞の共培養による自己組織化: 内皮細胞と心筋細胞の共培養により、細胞塊の立体化が促進する工程を、生細胞状態で観察・解析するプラットフォームを構築し、現在論文投稿準備中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID-19感染拡大による影響で、一部の研究活動が制限を受け、遅延を余儀なくされた。

今後の研究の推進方策

2020年度計画
1)新規脱細胞化・再細胞化技術の開発:新規脱細胞化技術で得られた脱細胞化マトリックスに心筋細胞の播種を行い、得られた3次元心筋組織の形態機能について、生理学的・分子生物学的・組織工学的側面から評価を行う。
2)YAP活性制御により自己組織化工程の評価:アクチン機能への介入(重合作用を有するリゾホスファチジン酸など)により、YAP活性の制御を行い、細胞の増殖・遊走のコントロールの可能性を調べ、3次元組織構築に向けた基盤技術の開発を行う。
3)臓器様組織の機能・形態解析に利用可能3次元イメージング技術の確立:組織透明化技術を用いた臓器全体の細胞・組織分布の可視化と定量解析方法を用い、脱細胞化・再細胞化法により構築さらた3次元心筋組織の形態解析を行う。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Geometrical Patterning and Constituent Cell Heterogeneity Facilitate Electrical Conduction Disturbances in a Human Induced Pluripotent Stem Cell-Based Platform: An In vitro Disease Model of Atrial Arrhythmias2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi H, Lee JK, Miwa K, Masuyama K, Yasutake H, Li J, Tomoyama S, Honda Y, Deguchi J, Tsujimoto S, Hidaka K, Miyagawa S, Sawa Y, Komuro I, Sakata Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 10 ページ: 818

    • DOI

      org/10.3389/fphys.2019.00818

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 糖脂質物質ソホロースリピッドを用いた再生医療基盤技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      松島 麻悠子, 龍見 宗樹, 野上 明日香, 竜 瑞之, 李 鍾国, 平田 善彦
    • 学会等名
      第19回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] Electrophysiological properties of iPS cell-derived cardiomyocytes: implication for disease modeling and myocardial regeneration therapy.2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
  • [学会発表] 不整脈領域におけるトランスレーショナル研究の進め方2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第66回 日本不整脈心電学会
    • 招待講演
  • [学会発表] "Engineering of “physiologically-relevant” human cardiac tissues for arrhythmias study using iPS cell-derived cardiomyocytes."2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第3回日本循環器学会基礎研究フォーラム(BCVR)
    • 招待講演
  • [学会発表] Engineering of Biological Artificial Heart ~ Next Step for Cardiac Regeneration?2019

    • 著者名/発表者名
      LEE Jong-Kook
    • 学会等名
      The 63rd Annual Scientific Meeting of The Korean Society of Cardiology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 教育講演:iPS心筋を用いた疾患解明・創薬研究の現状と展望2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國
    • 学会等名
      第40回日本臨床薬理学会学術総会
    • 招待講演
  • [図書] たこつぼ症候群における分子メカニズム(明石嘉浩編:「たこつぼ症候群のすべて」)2020

    • 著者名/発表者名
      増山潔、李鍾國
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      医学のあゆみ2020 (医歯薬出版)
  • [図書] 脱細胞化組織の作製法と医療・バイオ応用2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國 分担執筆 (岸田晶夫・山岡哲二・干場隆志編)
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1412-9
  • [図書] 『不整脈の考えかた,治しかた』2019

    • 著者名/発表者名
      李鍾國 分担執筆 (清水昭彦編)
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      中外医学社
    • ISBN
      978-4-498-13656-4
  • [産業財産権] 脱細胞化処理液及び洗浄組成物2019

    • 発明者名
      李鍾國 他
    • 権利者名
      李鍾國 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      110001427

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公開日: 2021-01-27  

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