2022 年度研究成果報告書

多能生幹細胞を用いた心肺連携オルガノイド作製技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K06652
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分44020:発生生物学関連
研究機関	東京医科歯科大学
研究代表者	李知英東京医科歯科大学, 統合研究機構, 非常勤講師 (20402860)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	心臓オルガノイド / 多能性幹細胞
研究成果の概要	本研究では、胎児の心臓で発現するBMP10を添加することで形態変化の精度が高いヒトES細胞由来心臓オルガノイドを作製し、心臓オルガノイドの多様な心筋細胞のマーカー、Naイオンチャネルタンパク質とCaイオンチャネルタンパク質の発現とともにNa電流とCa電流の存在を示した。また、PORCN 阻害剤（C59）と脂肪酸は心臓オルガノイドの心筋細胞をより成熟させることに有効であった。ヒト多能性幹細胞からの心肺連携オルガノイド作製技術についてROCK阻害剤が肺オルガノイド作製に重要であることを示した。一方で、心臓オルガノイドの内部構造評価のために肉柱形成の定量的画像解析法の構築を行なった。
自由記述の分野	細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	作製されたヒト心臓オルガノイドは心筋細胞マーカーの発現、NaとCaイオンチャネルタンパク質を持つだけではなく、NaとCa電流が確認され、各電流のパターンは生体の心臓に極めて似ていることが明らかとなった。その他にもHERGやIK1チャネルの発現が確認されたことからヒトES由来心臓オルガノイドは心臓の電気生理学的性質を総合的に再構築したものであると考えられる。これらの心臓オルガノイドと評価系を用いることで、将来的に薬剤毒性評価やdrug screeningに有効に活用できると考えられる。また、肺オルガノイドにおいても薬剤毒性評価系などの構築ができると予想されるため、医療への貢献が期待される。