ヒト人工心筋細胞の純化精製と機能的心臓の三次元再構築

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670389
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 王 英正 岡山大学, 大学病院, 教授 (50372579)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: バイオ人工心臓 / 人工心筋細胞 / 細胞外マトリックス

研究実績の概要

重症心不全に対する治療法として、機械的人工心臓の埋め込みや脳死心臓移植が目下のところ主流の先端医療であるが、前者は高額な医療費による経済・財政的負担、後者は生涯通じての免疫抑制剤の投与や様々な副作用による多臓器障害が報告されている。自家細胞用いたバイオ人工心臓の作成により、これらの問題点は着実に解決されるため、本研究目的は、①ヒト心臓内幹細胞とラット心筋細胞の細胞間融合を介した人工心筋細胞の大量精製。②ラット全心臓の脱細胞化による細胞外マトリックスで形成された足場の作成。③脱細胞化した心臓への人工ヒト心筋細胞およびヒト心血管前駆細胞の再播種化。④再構築した自家細胞由来バイオ人工心臓の機能解析及び移植検討。脱細胞化した心臓は、左房及び上行大動脈に18ゲージのカニューレを挿入し心尖部まで電気刺激リードを入れる。370C、5％CO2で酸素化された細胞培地を心房内流量20mL/min、冠動脈流量6mL/minで24時間心臓内に栄養を入れる。前・後負荷は圧センサー介してそれぞれ1-12mmHgと1-60ｍｍHgに制御し、ペーシングリード用いて1Hz, 5-20V, 2msで周期的に心外膜側より刺激する。細胞は5x107個の精製したヒト人工心筋細胞と5x107個のヒト心臓内幹細胞を200LのPBSに希釈し、27ゲージの針使用し5回に分けて左心室内に注入する。回路内を密閉後、約8から10日間持続潅流させることで三次元培養を行い、全周性で均一な生存心血管細胞で覆われた心臓器官の形成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Intracoronary Autologous Cardiac Progenitor Cell Transfer in Patients with Hypoplastic Left Heart Syndrome: The TICAP Prospective Phase 1 Controlled Trial. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishigami S, Ohtsuki S, Tarui S, Ousaka D, Eitoku T, Kondo M, Okuyama M, Kobayashi J, Baba K, Arai S, Kawabata T, Yoshizumi K, Tateishi A, Kuroko Y, Iwasaki T, Sato S, Kasahara S, Sano S, Oh H.
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 116 ページ: 653-664
  • DOI: doi: 10.1161/CIRCRESAHA.116.304671
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epigenetic modification in congenital heart diseases by using stem cell technologies (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi J., Sano S., Oh H.
  • 雑誌名: Stem Cell Epigenetics 巻: 2 ページ: E550
  • DOI: doi: 10.14800/sce.550
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MURC/Cavin-4 facilitates recruitment of ERK to caveolae and concentric cardiac hypertrophy induced by α1-adrenergic receptors. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogata T, Naito D, Nakanishi N, Hayashi YK, Taniguchi T, Miyagawa K, Hamaoka T, Maruyama N, Matoba S, Ikeda K, Yamada H, Oh H, Ueyama T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 ページ: 3811-3816
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1315359111.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stem cell therapy in patients with single ventricle physiology. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tarui S, Sano S, Oh H.
  • 雑誌名: Methodist DeBakey Cardiovascular Journal 巻: 10 ページ: 77-81
  • DOI: PMCID: PMC4117324
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Directed Differentiation of Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells Identifies the Transcriptional Repression and Epigenetic Modification of NKX2-5, HAND1, and NOTCH1 in Hypoplastic Left Heart Syndrome. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi J., Yoshida M., Tarui S., Hirata M., Nagai Y., Kasahara S., Keiji K., Ito H., Sano S., Oh H.
  • 雑誌名: PLOS One 巻: 9 ページ: e102796
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0102796.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 心臓内幹細胞を用いた小児心疾患の解明と再生医療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 英正
  • 学会等名: 高知小児循環器・川崎病研究会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 臨床試験における具体的な評価指標の定め方 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 英正
  • 学会等名: 技術情報協会セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] 心臓内幹細胞を用いた小児心疾患の解明と再生医療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 英正
  • 学会等名: 岡山先端医学研究会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 心臓内幹細胞を用いた小児心疾患の解明と再生医療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 英正
  • 学会等名: 第34回日本小児病理研究会学術集会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] 先天性心疾患への再生医療の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 英正
  • 学会等名: 抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-06
  • 招待講演
• [図書] 循環器内科：先天性心疾患外科手術における再生医療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樽井 俊、王 英正、佐野俊二、
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 医学出版
• [産業財産権] Pluripotent stem cell derived from cardiac tissue (2013)
  • 発明者名: Hidemasa Oh
  • 権利者名: Hidemasa Oh
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: CA2600653
  • 出願年月日: 2013-09-09
  • 取得年月日: 2014-09-08
  • 外国