ヒトiPS心筋細胞を用いた遺伝性不整脈疾患の新たな機序の解明と治療への応用

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461117
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 村田 光繁 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (30317135)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: iPS細胞 / 心筋細胞 / 不整脈

研究概要

我々は、これまで健常人に加えて数種類の遺伝性不整脈患者のiPS細胞を樹立してきた。特に遺伝性QT延長症候群は、全体の約7割をI型、II型、III型が占めるがこれらすべての症例についてiPS細胞を作成済みである。さらに、VII型QT延長症候群や特発性心室頻拍などの特殊な不整脈についても作成済みである。今後、これらのiPS細胞を心筋細胞に分化し機能解析を行う予定である。
一方、来年度以降に予定している遺伝性不整脈の薬物治療開発の予備実験を開始した。抗不整脈薬は、チャネルに直接作用しその電気生理学的特性を変化させる。一方、抗不整脈薬の中にはチャネルへの直接作用だけでなく、チャネルの膜へのトラフィッキングやユビキチン化などの翻訳後修飾の効果も有しているものがある。つまり、抗不整脈薬によるチャネルへの直接作用が急性期効果となるのに対し、チャネル発現を修飾することによりイオンチャネルのリモデリングを調節するなどの慢性期効果が期待できる。そこで、multichannel modulator であるアミオダロン、ベプリジル、キニジンなどの抗不整脈薬をヒトiPS 心筋に投与し、イオンチャネルの発現量をmRNAレベルで検討中である。現在、各薬剤の使用する最適な濃度の調整を行っている。予備実験では、ベプリジルがNaチャネルαサブユニットのmRNA発現を修飾するという結果を得ているが今後さらなる検討が必要である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

iPS細胞の心筋細胞への分化誘導が安定せず、細胞作製が思うように進まなかった。mRNAのPCR解析にはまとまった細胞が必要であり、細胞培養に時間がかかり機能解析が十分に行えなかったことが原因と思われる。

今後の研究の推進方策

引き続き、新規遺伝性不整脈のiPS細胞作製を行う。
さらに、薬剤によるイオンチャネル遺伝子発現を検討し、チャネル遺伝子のリモデリング作用が期待できる薬剤を同定する。同定した薬剤が、疾患iPS由来心筋細胞にも同様に作用するか確認し臨床応用への可能性を検討する。

次年度の研究費の使用計画

研究が予定より遅れ、本来購入予定であった抗体や試薬を購入しなかったため。
また当該年度にPC機器を購入予定であったが、研究室の改修のため設置場所が確保できなくなり未購入であったため。
PC機器の購入を行い、研究進捗状況に合わせて試薬などの消耗品を購入する。

研究成果

• [雑誌論文] Distinct metabolic flow enables large-scale purification of mouse and human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tohyama S, Hattori F, Sano M, Hishiki T, Nagahata Y, Matsuura T, Hashimoto H, Suzuki T, Yamashita H, Satoh Y, Egashira T, Seki T, Muraoka N, Yamakawa H, Ohgino Y, Tanaka T, Yoichi M, Yuasa S, Murata M, Suematsu M, Fukuda K
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 巻: 12 ページ: 127-137
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brugada syndrome behind complete right bundle-branch blosk (2013)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Y, Takatsuki S, Sano M, Kimura T, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Tanimoto K, Murata M, Komatsu T, Mitamura H, Ogawa S, Funazaki T, Sato M, Aizawa Y, Fukuda K
  • 雑誌名: Circulation 巻: 128 ページ: 1048-1054
  • DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.003472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diagnostic value of portable electrocardiogram (Cardiophone) in patients complaining of palpitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Y, Takatsuki S, Suenaga Y, Kimura T, Nishiyama N, Fukumoto K, Tanimoto Y, Tanimoto K, Kohsaka S, Fukuda Y, Murata M, Miyoshi S, Sato T, Iwanaga S, Ogawa S, Fukuda K
  • 雑誌名: International Journal of Cardiolgy 巻: 168 ページ: 2925-2927.
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2013.03.182.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct iPS cells show different cardiac differentiation efficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Yuasa S, Egashira T, Seki T, Hashimoto H, Tohyama S, Saito Y, Kunitomi A, Shimoji K, Onizuka T, Kageyama T, Yae K, Tanaka T, Kaneda R, Hattori F, Murata M, Kimura K, Fukuda K
  • 雑誌名: Stem Cells International 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.1155/2013/659739
  • 査読あり
• [学会発表] Uncovering the Pathophysiology of Short-coupled Variant of Torsade de Pointes by Disease Specific-induced Pluripotent Stem Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Yuasa S, Takei M, Murata M, Kamiya K, Fukuda K
  • 学会等名: 第７8回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-20140323
• [学会発表] Disease Modeling for Andersen-Tawil Syndrome Using Patient-Specific iPS Cell (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroda Y, Yuasa S, Hattori T, egashira T, Aizawa Y, Seki T, Murata M, Okata S, Ohno S, Horie M, Fukuda K, Kamiya K
  • 学会等名: 第７8回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-20140323
• [学会発表] Disease Modeling Using iPS Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Furukawa T, Okata S, Yuasa S, Suzuki T, Makita N, Kurokawa J, Egashira T, Yamakawa H, Seki T, Aizawa T, Hashimoto H, Kudoda Y, Tanaka A, Yae K, Murata M, Aiba T, Shimizu W, Horie M, Kodama I, Ogawa S, Fukuda K
  • 学会等名: 第７8回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-20140323
• [学会発表] Clinical applications of tissue imaging for specific cases (2013)
  • 著者名/発表者名: Murata M
  • 学会等名: 2013 American Society of Echocardiography Annual Scientific Meeting
  • 発表場所: Minneapolis
  • 年月日: 20130629-20130701
  • 招待講演