• 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

2022 年度 実施状況報告書

ヒトiPS細胞由来人工心臓組織における成熟化プロセスの理解と制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K08934
研究機関京都大学

研究代表者

長田 裕明  京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (10915432)

研究分担者 升本 英利  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
村田 梢  京都大学, 医学研究科, 助教 (80884329)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードiPS細胞 / 心臓再生医療
研究実績の概要

本研究ではiPS細胞由来人工心臓組織において、糖代謝から脂肪酸代謝への代謝スイッチ・流水刺激や電気刺激などの物理的刺激が組織成熟に対して促進的に働き、臨床応用に資する成熟レベルを達成しうるかどうかを、成熟化培養・組織成熟の評価および心疾患動物モデルを用いた検証を通して明らかにし、組織解析により成熟関連分子機構を同定することによりそのプロセスの制御法を見出す。本年度は以下の2項目において主に研究開発を行った。
1. iPS細胞由来心臓組織の作製:3Dマイクロ心臓組織を構成する細胞として、心筋細胞・血管内皮細胞・血管壁細胞を既報の方法(Masumoto,Scientific Reports 2014)およびその修正によって誘導し、細胞組成の比率の最適化を行った。その後、我々の有する多層積層化シートおよびコラーゲンIなどのバイオマテリアルを用いた立体化について、代表的なiPSライン(201B6株)において作製プロトコルを最適化した。
2. 代謝スイッチによる成熟化培養条件の特定:新生児脂肪酸組成(Yang, Stem Cell Reports 2020)およびペルオキシソーム増殖因子活性化核内受容体(PPAR)や、ホルモンの関与を示唆している報告(Hirose,Science 2019など)を参考に、各種化合物存在下で1.で作成したマイクロ心臓組織を培養し、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸といった各種脂肪酸およびPPARA agonistを投与し、脂肪酸トランスポーターであるCD36の発現上昇による組織の成熟化を見出した。またその心臓組織の成熟化を、物理生物学的機能(電気刺激に対する応答性)、組織学的特性(蛍光免疫染色、組織免疫染色、電子顕微鏡観察)、生化
学的特性(リアルタイム定量PCR解析)、および配向性により評価した。

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

本年度においては、この研究の初期段階において特に重要と思われるiPS細胞由来心臓組織の作製および代謝スイッチによる成熟化培養条件の特定において重要な成果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

今後は本年度における研究成果を用いて、物理的刺激との複合効果による成熟化の評価およびシングルセルRNAシークエンス解析、トランスクリプトーム解析、リアルタイム定量PCR 解析による組織成熟化に関わる分子機構の同定を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度は細胞培養に関連する経費が予想よりも安価であったために一部を次年度に繰り越すこととなった。次年度はその分実験量を増やす予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A novel approach for the endothelialization of xenogeneic decellularized vascular tissues by human cells utilizing surface modification and dynamic culture2022

    • 著者名/発表者名
      Ho Wen-Jin、Kobayashi Mako、Murata Kozue、Hashimoto Yoshihide、Izumi Kenji、Kimura Tsuyoshi、Kanemitsu Hideo、Yamazaki Kazuhiro、Ikeda Tadashi、Minatoya Kenji、Kishida Akio、Masumoto Hidetoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 22294

    • DOI

      10.1038/s41598-022-26792-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systems for the Functional Evaluation of Human Heart Tissues Derived from Pluripotent Stem Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Murata Kozue、Masumoto Hidetoshi
    • 雑誌名

      Stem Cells

      巻: 40 ページ: 537~545

    • DOI

      10.1093/stmcls/sxac022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた心毒性評価および心臓病創薬のための高感度マイクロデバイス2023

    • 著者名/発表者名
      升本 英利
    • 学会等名
      再生医療イノベーションフォーラム 第15回ベンチャー創設支援フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元心筋組織を用いた再生医療開発2023

    • 著者名/発表者名
      升本 英利
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 心臓移植と再生医療のクロストーク2023

    • 著者名/発表者名
      升本 英利
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞による心臓再生2022

    • 著者名/発表者名
      升本 英利
    • 学会等名
      第75回日本胸部外科学科定期学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Cardiovascular Regenerative Medicine Based on Biomaterials: From Bench to Bedside2022

    • 著者名/発表者名
      Masumoto H
    • 学会等名
      The 2nd ASEAN Japan International Conference on Innovative Biology Medicine and Engineering ICIBM
    • 招待講演
  • [図書] Animal Models and Experimental Research in Medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Osada H, Murata K, Masumoto H
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      978-1-0716-1484-6

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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