研究課題
若手研究(A)
重症心不全の予後は極めて悪く、喪失した心筋細胞を補う心臓再生療法の実現化は急務である。人工多能性幹(iPS)細胞は、患者由来心筋細胞のソースとして期待される一方、低分化効率や移植後腫瘍形成など重要な課題も残されている。課題克服に向けて、申請者は、iPS細胞形成(=初期化)に関わる分子機構の解析をすすめ、最近、iPS細胞誘導過程で生じる多様な非初期化細胞集団の中から、移植後腫瘍形成が低く多数の心筋細胞が誘導される新規の集団を同定した。本研究では、この細胞集団の特性解析を通じて誘導条件を改良し、未分化iPS細胞を樹立せずに十分量の安全な心筋細胞を効率的かつ俊敏に作成することを目標にする。さらに、その効果と安全性の確認のため、光イメージング技術を利用して心臓内移植細胞の挙動を生体で時空間的に追跡し、次世代心臓再生療法の基盤構築を目指す。そこで、下記の3つのテーマに従って研究を施行した。テーマ1体細胞初期化過程で出現する心筋細胞誘導候補となる細胞群の特性解析テーマ2候補細胞群からiPS細胞樹立を介さない安全かつ効率的な心筋細胞の大量作成テーマ3誘導した心筋細胞の移植効果および光イメージングによる生体細胞追跡テーマ1に関心てはマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析により、重要な遺伝子群を同定した。テーマ2に関しては、免疫不全マウスへの移植実験により奇形腫め発症率を評価し、安全性を評価した。テーマ3では、移植片が奇形腫を形成する場合、イメージングにより腫瘍の増殖を生体で経時的に解析できることを確認した。
2: おおむね順調に進展している
マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析により、心筋誘導に重要な遺伝子群を同定し(テーマ1)、候補細胞群の免疫不全マウスへの移植実験により奇形腫の発症率を評価し安全性を確認し(テーマ2)、移植片が奇形腫を形成する場合は、光イメージングにより腫瘍の増殖を生体で経時的に解析できる実験系を確立した。このように、現在までの研究遂行状況は目標達成に向けほぼ順調に進展していると考えられる。
上記の3つのテーマに従って予定通りに研究を遂行する。申請者が同定した特定の細胞集団(A+B+細胞)に関して、初期化誘導過程で如何に心筋前駆細胞様の集団が出現するか、その分子機構を明らかにし、新規の心筋前駆細胞マーカーや誘導因子候補を同定する(テーマ1)。候補細胞群からiPS細胞樹立を介さずに、より効率的かつ安全に心筋細胞を誘導するための培養条件の最適化を行う(テーマ2)。ホタル発光酵素であるルシフェラーゼや赤色蛍光蛋白質を利用した生体リアルタイムイメージングにより、移植細胞の運命を同一個体で時空間的に追跡することで、A+B+細胞集団から誘導した心筋細胞を用いた心臓再生療法の有用性と安全性を明らかにする(テーマ3)。
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Mol Cell Biol
巻: 31 ページ: 744-755
J Cell Physiol
巻: 226 ページ: 248-254
http://www.cp.kyoto-u.ac.jp/Kawamura/KawamuraIndex.html
