心外膜細胞の増殖分化制御メカニズムの解明とその応用技術の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02912
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53020:循環器内科学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 吉田 善紀 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (20447965)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 心外膜細胞 / 心筋細胞 / iPS細胞 / CDH18 / オルガノイド

研究成果の概要

本研究は心臓を構成する非心筋細胞の最も重要なソースである心外膜細胞のバイオロジーの理解に焦点を当てた。iPS細胞から心外膜細胞を安定して作製する方法を確立し、CDH18が心外膜細胞に特異的に発現し、同遺伝子をノックダウンすることにより心外膜細胞は平滑筋細胞への分化が促進されることを明らかにした。さらに特定のシグナルの阻害により心外膜細胞を成熟誘導することが可能であることを明らかにした。
また心外膜細胞と心筋細胞を用いてオルガノイドなどの成熟心臓立体組織を作製する方法を確立し、免疫不全マウスの心筋梗塞モデルに心臓オルガノイドを移植することにより心筋組織の再建治療が可能であることを確認した。

自由記述の分野

循環器内科学、幹細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

iPS細胞から作製したヒト立体心筋組織は再生医療や創薬研究において今後重要な役割を担うことが期待されているが、成人の心筋組織に近いような心筋組織の作製法については確立されていない。その理由として、心筋組織において大きな割合を占める非心筋細胞についての理解が進んでいないことが挙げられる。心外膜細胞は心臓の臓器形成において非心筋細胞の主要なソースとなる細胞である。本研究は心外膜細胞のバイオロジーを理解し、iPS細胞から作製した心外膜細胞の制御法を確立し、立体心筋組織の作製法の確立を目指す研究であり、心筋組織を用いた再生医療や創薬研究の発展に寄与することが期待される。