2022 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトiPS細胞由来マイクロ心臓組織による新規心臓再生治療法の開発
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22H03161
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
升本 英利 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (70645754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川東 正英 京都大学, 医学研究科, 助教 (00837700)
湊谷 謙司 京都大学, 医学研究科, 教授 (20393241)
村田 梢 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80884329)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 心臓再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、心不全に対する新たな心臓再生医療として、ヒトiPS細胞から作製した新しいコンセプトの細胞加工物であるマイクロ心臓組織の有効性・安全性に関する前臨床的検討を行うことで臨床応用に向けた基礎的知見を得ることである。本年度は、以下の項目において研究開発を進めた。
１．ヒトiPS細胞由来マイクロ心臓組織の作製および品質管理法の確立
ヒトiPS細胞から作製した心臓組織シートに対する動的流水培養による内部血管網を有するマイクロ心臓組織の作製及び品質管理法を確立することを目的とした。ヒトiPS細胞から我々の既報に沿って心臓構成細胞への分化誘導を行い、心臓組織シートを作製した。iPS細胞は研究に汎用されている皮膚線維芽細胞由来の細胞ライン（201B6株）を使用した。研究当初は分化誘導効率および組織シート作製効率が不安定であったが、条件の最適化により効率の安定化を図ることができた。組織シートに対し動的流水培養（60rpm, 13deg）を1-2週間行い、心筋層の厚みと内部血管網を有したマイクロ心臓組織を作製した。そのマイクロ心臓組織の細胞組成および心筋層・血管走行の配向性等について、心筋トロポニンT・CD31・カルポニンなどの心筋細胞・血管内皮細胞および血管壁細胞マーカーに対する免疫染色等により評価し、また同時に動画解析により組織の収縮力などを評価することで、組織機能がトレーニング非負荷組織と比較して有意に改善していることを確認した。
２．臨床使用に資するマイクロ心臓組織の開発
上記マイクロ心臓組織を、京都大学iPS細胞研究所から提供されている臨床グレードの健常ヒト由来HLAホモiPS細胞を用いて作成することを試みた。iPS株間の分化誘導活性の違いから、分化誘導の最適化にさらなる検討を要したが、最終的にこの臨床グレード株においてもマイクロ心臓組織作製条件を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度において、本研究における主要な研究項目である、内部血管網を有するマイクロ心臓組織の作製法を確立し、さらにこの作製方法を臨床グレードのiPS細胞株に応用することが出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度以降は本年度に確立したマイクロ心臓組織作製法をさらに応用し、iPS細胞由来人工心臓組織の脂肪酸代謝へのスイッチによる人工心臓組織の成熟化法、あるいはその他の物理学的トレーニング法を加えることで、さらに組織機能を向上させたマイクロ組織作製法を確立する。さらにこれらの成熟化マイクロ組織を用いた心疾患動物モデルによる治療効果検討実験のための準備を進める。
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