• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

ブタ体内でヒト心筋組織を作製する手法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03768
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

遠山 周吾  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (90528192)

研究分担者 中山 功一  佐賀大学, 医学部, 教授 (50420609)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードヒトiPS細胞 / ブタ / バイオ3Dプリンタ / 組織工学 / 心筋細胞
研究実績の概要

ヒトiPS細胞はあらゆる細胞に分化可能であり、再生医療や創薬スクリーニングへの応用が期待されている。しかしながら、ヒトiPS細胞由来心筋細胞は胎児型の特徴を有しており、その結果として再生医療においては催不整脈作用に直結し、創薬研究においては表現型のばらつきに繋がる。一方、細胞の成熟化を促進する方法に関しては、培養環境や組織構築、物理刺激など様々報告されているが、いずれも成人のヒト心筋組織とは程遠い。そこで本研究では、ブタをin vivoリアクターとして利用することによりヒトiPS細胞由来心筋組織における成熟化を促進させ、ヒト成熟化心筋組織を作製し、再生医療や創薬研究を加速させることを目的としている。
2021年度は、ヒトiPS細胞由来の心筋細胞を純化精製する手法(Tohyama, Cell Metab 2016)や分化細胞に残存中に未分化幹細胞を除去する手法(Tanosaki, Tohyama*, iScience 2020)、ヒトiPS細胞を効率よく増殖させる手法(Someya, Tohyama*, iScience 2021)に関するプロトコールを作成し、論文発表した(Kameda, Someya, Tohyama*, STAR Protocols 2022a, Tanosaki, Akiyama, Tohyama*, STAR Protocols 2022b)。また、佐賀大において作製したヒトiPS細胞由来心室筋チューブ組織を免疫不全マウスやラットへ移植し、1か月後に移植した心筋チューブ組織が生存していることを確認し、成果を論文発表した(Kawai, Tohyama*, Front Cardiovasc Med 2021)。さらに、ヒトiPS細胞由来心筋組織の成熟化に関する総説を発表した(Tani, Tohyama*, Front Cell Dev Biol 2022)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2021年度は、ヒトiPS細胞由来の心筋細胞を純化精製する手法(Tohyama, Cell Metab 2016)や分化細胞に残存中に未分化幹細胞を除去する手法(Tanosaki, Tohyama*, iScience 2020)、ヒトiPS細胞を効率よく増殖させる手法(Someya, Tohyama*, iScience 2021)に関するプロトコールを作成し、論文発表した(Kameda, Someya, Tohyama*, STAR Protocols 2022a, Tanosaki, Akiyama, Tohyama*, STAR Protocols 2022b)。また、佐賀大において作製したヒトiPS細胞由来心室筋チューブ組織を免疫不全マウスやラットへ移植し、1か月後に移植した心筋チューブ組織が生存していることを確認し、成果を論文発表した(Kawai, Tohyama*, Front Cardiovasc Med 2021)。さらに、ヒトiPS細胞由来心筋組織の成熟化に関する総説を発表した(Tani, Tohyama*, Front Cell Dev Biol 2022)。
以上よりおおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後の研究の方針としては、我々が独自に開発した免疫不全ブタへヒト心筋チューブ組織を移植することを考えている。
研究協力者の小林らは既に胸腺脾臓摘出免疫不全ブタの作出に成功しており、研究分担者である佐賀大の中山らとの共同研究により、バイオ3Dプリンタにより作製した線維芽細胞チューブ構造体を頸動脈に吻合し、長期の開存を確認している (Nat Com 2019)。そこで、今後は、既に作製に成功しているヒトiPS細胞由来心筋チューブ組織を頸動脈に吻合し、ブタ体内で心筋チューブ組織が成熟化するか否かを評価する。頸動脈に吻合することにより、血流が入るだけでなく、生理的な動脈圧負荷をかけることができる。移植後、経時的に移植組織の評価を行うことを考えている。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 15件)

  • [雑誌論文] Scaffold-Free Tubular Engineered Heart Tissue From Human Induced Pluripotent Stem Cells Using Bio-3D Printing Technology in vivo.2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Y, Tohyama S* (*Corresponding author), Arai K, Tamura T, Soma Y, Fukuda K, Shimizu H, Nakayama K, Kobayashi E.
    • 雑誌名

      Front Cardiovasc Med.

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcvm.2021.806215.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolism in Human Pluripotent Stem Cells and Cardiomyocytes for Regenerative Therapy.2022

    • 著者名/発表者名
      Umei T, Tohyama S* (*Corresponding author).
    • 雑誌名

      The Keio journal of medicine.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2302/kjm.2021-0015-IR.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human engineered heart tissue models for disease modeling and drug discovery.2022

    • 著者名/発表者名
      Tani H, Tohyama S* (*Corresponding author).
    • 雑誌名

      Frontiers Cell Dev Biol.

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.855763.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protocol for enhanced proliferation of human pluripotent stem cells in tryptophan-fortified media.2022

    • 著者名/発表者名
      Kameda K, Someya S, Fujita J, Fukuda K, Tohyama S* (*Corresponding author).
    • 雑誌名

      STAR Protoc.

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101341.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Purification of cardiomyocytes and neurons derived from human pluripotent stem cells by inhibition of de novo fatty acid synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Tanosaki S, Akiyama T, Kanaami S, Fujita J, Ko SH M, Fukuda K, Tohyama* (*Corresponding author). S
    • 雑誌名

      STAR Protoc.

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101360

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolism of Human Pluripotent Stem Cells and Differentiated Cells for Regenerative Therapy: a focus on cardiomyocytes.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanosaki S, Tohyama S* (*Corresponding author), Kishino Y, Fujita J, Fukuda K.
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration.

      巻: 41 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s41232-021-00156-9.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Production of functional cardiomyocytes and cardiac tissue from human induced pluripotent stem cells for regenerative therapy.2021

    • 著者名/発表者名
      Tani H, Tohyama S* (*Corresponding author), Kishino Y, Kanazawa H, Fukuda K*.
    • 雑誌名

      J Mol Cell Cardiol.

      巻: 164 ページ: 83-91

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2021.11.008.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Present State and Future Perspectives of Cardiac Regenerative Therapy Using Human Pluripotent Stem Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Soma Y, Morita Y, Kishino Y, Kanazawa H, Fukuda K, Tohyama S* (*Corresponding author).
    • 雑誌名

      Front Cardiovasc Med.

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcvm.2021.774389.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Method for Cardiac Differentiation, Purification, and Cardiac Spheroid Production of Human Induced Pluripotent Stem Cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Morita Y, Tohyama S* (*Corresponding author), Fujita J, Fukuda K.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 2320 ページ: 11-21

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1484-6_2.

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた心臓再生医療の最前線 ~心臓移植に頼らない世の中への挑戦~2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      東京医科歯科大学主催 TMDU Innovation Park BBセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝機構に基づくヒトiPS由来心筋細胞の製造と再生医療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      浜松医科大学尖端医学シンポジウム 「再生医学の進歩と再生医療の未来」
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝機構に基づく心筋再生治療法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      SAMURAI研究会 2nd
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた心筋再生治療法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      第52回日本心臓血管外科学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝制御に基づくヒトiPS細胞由来心筋細胞の作製と再生医療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝機構を基盤としたヒトiPS細胞由来心筋細胞の製造と再生医療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞の代謝機構に基づく心筋製造と再生医療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      JKiC主催 慶應義塾大学医学部研究紹介セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた重症心不全に対する心臓再生医療2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾, 田野崎翔, 染谷将太, 相馬雄輔, 亀田康太郎, 金澤英明, 藤田淳, 福田恵一
    • 学会等名
      第110回日本病理学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Cardiac Regenerative Therapy with Human Pluripotent Stem Cells for Severe Heart Failure.2021

    • 著者名/発表者名
      Shugo Tohyama
    • 学会等名
      PSConf 2021 International Symposium and Workshop on Development of hPSCs for Clinical Application
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cardiac Regenerative Therapy with Human Pluripotent Stem Cells for Severe Heart Failure.2021

    • 著者名/発表者名
      Shugo Tohyama
    • 学会等名
      Keio-Stanford Webinar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた重症心不全に対する心臓再生医療2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      Hokkaido Superior Education Seminar(北海道大学医学部循環器内科)
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞および分化細胞の代謝機構を基盤とした心臓再生医療2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      培養細胞が拓く未来~Nova Adbanced Cell Science Seminar 2021~再生・細胞医療セッション
    • 招待講演
  • [学会発表] 多能性幹細胞の代謝機構に基づく心筋再生治療法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      第25回日本心不全学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 代謝機構に基づくヒトiPS細胞由来心筋細胞の製造2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      幹細胞のための培養法・培養工学に関するコンソーシアム 第5回シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolism-Based Cardiac Regenerative Therapy Using Human iPSCs2021

    • 著者名/発表者名
      遠山周吾
    • 学会等名
      第38回国際心臓研究学会日本部会(ISHR)
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi