2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of heart failure treatment with micro-cardiac tissues with vascular network
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16K09507
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
藤田 淳 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (10306706)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 心筋細胞 / 心筋球 / 溶存酸素 / 成熟化 / 血管新生 / 心不全 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は心筋球の作製条件を検討した。約1000個のヒトiPS細胞由来純化心筋細胞で直径約150-200um程度の心筋球が形成されることが確認された。
平成29年度はより高品質な心筋球作製のために心筋細胞の二次元大量培養法の詳細な条件検討を行い、高品質なiPS細胞と心筋細胞を効率よく大量培養することが可能になった。また、酸素透過性スフェロイド培養器を用いることで心筋球に酸素が供給され、HIF-1αの発現低下が確認された。
本年度は、まず心筋球を免疫不全マウス(NOGマウス)へ移植することによって心筋球のin vivoにおける生着性と機能を確認した。心筋球が長期間虚血にさらされれば、血管構築なしでは3ヶ月以上にわたり長期生着することは不可能と考えられる。病理組織によって心筋球移植4ヶ月後のマウス心臓にヒトiPS細胞由来の心筋球は大量に生着することを確認した。さらに血管内皮のマーカーであるCD34を染色した結果、移植した心筋球はレシピエントの心筋組織において血管構築し、4ヶ月の長期間にわたって生着することが明らかになった。また、移植された心筋球はギャップジャンクションを発現しており、電気生理学的な活性があることを確認した。さらにクライオインジャリーを用いた免疫不全ラットの心不全モデルにヒト心筋球を移植することによって移植3ヶ月後の長期における心機能の改善効果を心エコーによって確認した。移植組織のラット心臓への生着を解析した結果、抗ヒト核抗体陽性のヒトiPS細胞由来心筋細胞が移植3ヶ月後も大量に生着しており、心筋球の レシピエント心臓への長期生着が心機能改善の機序であることを明らかにした。本研究の成果によりiPS細胞由来の心筋球は移植後に血管構築し、生体内で血管構築をもつ心筋オルガノイドを形成することが明らかになった。
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[Journal Article] Development of a transplant injection device for optimal distribution and retention of human induced pluripotent stem cell?derived cardiomyocytes2019
Author(s)
Tabei R, Kawaguchi S, Kanazawa H, Tohyama S, Hirano A, Handa N, Hishikawa S, Teratani T, Kunita S, Fukuda J, Mugishima Y, Suzuki T, Nakajima K, Seki T, Kishino Y, Okada M, Yamazaki M, Okamoto K, Shimizu H, Kobayashi E, Tabata Y, Fujita J, and Fukuda K.
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Journal Title
The Journal of Heart and Lung Transplantation
Volume: 38
Pages: 203-214
DOI
Peer Reviewed
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