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2015 年度 実績報告書

生体幹細胞ニッチを保持した人工ECMによる自己幹細胞からの拍動心筋細胞分化誘導

研究課題

研究課題/領域番号 26560251
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

山岡 哲二  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (50243126)

研究分担者 平田 みつひ  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 非常勤 (80568452)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード細胞・組織工学材料 / 脱細胞組織
研究実績の概要

心筋梗塞治療に対する細胞移植療法において、拍動する自己由来心筋細胞移植が有効と考えら れているが、細胞の入手は困難である。本研究は、自己由来細胞から拍動心筋細胞へと高効率で 分化誘導する人工ニッチ基材の開発を目的とする。自己由来細胞としては、移植におけるリスクが低い間葉系幹細胞(MSC)を第一選択とし、テラトーマ生成などのリスクを有するものの分化効率の高い iPS細胞を第二選択とする。近年、幹細胞の分化誘導ニッチとして①メカニカルキュー、および、②細胞外マトリックス組成が注目されている。そこで、両者を高度に再現することが可能な脱細胞化組織を人工ニッチ基材とすることで、高効率な自己心筋細胞分化誘導に挑戦した。
MSCおよびiPS細胞を、ブタ由来の脱細胞心筋、脱細胞肝臓、および脱細胞脳組織上にて、心筋細胞、肝細胞、神経細胞への分化誘導を試みた。我々の高圧脱細胞システムでは、界面活性剤を用いないために、残存界面活性剤による細胞接着性の低下が阻止できることが、明確となった。しかしながら、脱細胞脳組織上では、その組成的特徴のために細胞接着性が十分ではなく、細胞塊を形成したために、ニッチ基材の影響が十分に評価できないと判断して、心筋および肝臓について詳細に検討した。それぞれ、特徴的遺伝子のRT-PCR定量により解析した結果、幹細胞の分化誘導効率は、対応する脱細胞組織上で高効率となることが示された。また、心筋細胞に関しては心筋関連転写因子による特徴付けと、拍動関連遺伝子による機能的特徴化を詳細に検討した。この両者は、異なるニッチ基材が適当である可能性が示され、生体内での発生挙動における細胞外マトリックス組成の経時的変化を再現する等の時系列的制御も可能と考えられた。プロジェクト終了後にも、この点に着目して、さらなる高効率分化誘導を進める計画である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Mobility of the Arg-Gly-Asp ligand on the outermost surface of biomaterials suppresses integrin-mediated mechanotransduction and subsequent cell functions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kakinoki, J-H. Seo, Y. Inoue, K. Ishihara, N. Yui, *T. Yamaoka
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 13 ページ: 42-51

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2014.11.020

    • 査読あり
  • [学会発表] シルクフィブロイン上で培養したiPS細胞の未分化維持2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木瑞樹、平田みつひ、山岡哲二、玉田靖
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2016
    • 発表場所
      産総研
    • 年月日
      2016-01-22
  • [学会発表] エラスチン様タンパクゲル中でのラット間葉系幹細胞の心筋分化培養2015

    • 著者名/発表者名
      徳重恭之, 神戸裕介, 馬原淳, 岩﨑泰彦, 山岡哲二
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-10
  • [学会発表] 間葉系幹細胞の心筋細胞分化を誘導するエラスチン様リコンビナントタンパクゲル2015

    • 著者名/発表者名
      徳重恭之, 神戸裕介, 馬原淳, 岩﨑泰彦, 山岡哲二
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 第10回関西若手発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-08-05
  • [学会発表] 未分化iPS細胞の分離のための抗体固定化ポリマー被覆マイクロ流路の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大高晋之, 北川和宜, 平田みつひ, 深澤今日子, 中沖隆彦, 石原一彦, 馬原淳, 山岡哲二
    • 学会等名
      第44回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-07-27 – 2015-07-28
  • [学会発表] Myocardial differentiation of rat mesenchymal stem cells in elastin-like recombinant protein gels2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tokushige, Yusuke Kambe, Atsushi Mahara, Yasuhiko Iwasaki, Tetsuji Yamaoka
    • 学会等名
      第64回高分子年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06  

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