ヒトiPS細胞由来の成熟化心室筋・心房筋細胞の作製とそのメカニズム解析

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K16041
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分43010:分子生物学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小圷 美聡 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (90565813)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: hiPS細胞由来心筋細胞 / 心室筋細胞 / 心房筋細胞 / 成熟化

研究成果の概要

ヒトiPS細胞由来心筋細胞の成熟化とそのメカニズム同定を目的に、成人心臓組織で発現の高くなる遺伝子Aの発現を可視化できるレポーターiPS細胞株を作製、この細胞株由来心筋細胞を用いた約6600化合物ライブラリーを用いたスクリーニングによって、遺伝子Aの発現を亢進させるT325化合物を同定した。この化合物を添加して分化した心室筋細胞、心房筋細胞ともに遺伝子の発現が成熟化に伴う変化と同様の挙動を示し、細胞内の筋小胞体におけるCa2+貯蔵能の向上が認められた。また、成熟化メカニズムとして神経伝達物質受容体の活性調節という新規メカニズムを同定した。

自由記述の分野

幹細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトiPS細胞由来心筋細胞(hiPSC-CMs)は薬剤開発に有用な疾患モデル細胞の作製や再生医療への応用が期待されているが、成人の細胞と比較して成熟度が低く、機能、構造面で大きな乖離があるのが現状である。我々は化合物ライブラリーの中からhiPSC-CMsの成熟度を亢進する化合物を見出した。この化合物を数日間細胞に添加することで、心室筋細胞、心房筋細胞における遺伝子レベルでの成熟度の上昇と、心筋細胞の収縮に重要なCa2+の細胞内濃度の調節能の向上が確認された。また、化合物は神経伝達物質受容体を介して成熟化を誘導していることを明らかにするなど今後の成熟化心筋細胞作製に重要な知見を得た。