交感神経クロストークによる自己組織化能を用いた心オルガノイド・バイオ人工心臓創出

通过交感神经串扰利用自组织能力创建心脏类器官和生物人工心脏

• 批准号: 21H03808
• 负责人: 李 鍾國
• 金额: $ 10.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03808/
• 关键词: 三次元心筋組織構築; 交感神経; 臓器間クロストーク; オルガノイド; iPS細胞; 心筋; 自己組織化; 成熟化; iPS細胞由来心筋細胞; ストレスファイバー; 脱細胞化; 三次元組織構築; 3次元心筋組織構築

本課題の目的「生体臓器に匹敵する機能・形態を有する三次元バイオ人工心臓の創出に向けた基盤技術の開発」に沿い、当該期間中に下記をおこなった：（１）成獣および新生仔ラットから摘出した心臓に、界面活性剤Sodium Dodecyl Sulfate (ドデシル硫酸ナトリウム: SDS )あるいは他の試薬を含む溶液を以下の①または②の方法で作用させ、①大動脈カニュレーションを用いて灌流、②試薬への含浸・振盪処理（②ではカニュレーションは行わない）により脱細胞処理を行い、終了後に組織固定を行い、細胞外マトリックス蛋白のcollagen (type1, 3)、laminin, fibronectinなどの免疫染色実験を行い、形態評価を行った。また、多電極アレイ上に静置した脱細胞化心臓組織にヒトiPS心筋細胞を播種して３次元再細胞化心筋組織を作成し、Field potential波形および心筋興奮伝播速度などの心筋興奮特性の解析を行い、生理機能評価実験を行った。（２）心臓交感神経特性の３Ｄ機能評価のため、カテコラミン負荷により作成したストレス誘発性心筋症マウスのランゲンドルフ灌流心に電位感受性色素をロードし、心表面の活動電位を記録し、ニコチン添加時の活動電位変化を観察した。本研究成果の一部は、心電学関連春季大会（日本不整脈心電学会関連学術集会、2022年4月オンラインで開催）にて発表した。（３）ヒトiPS 細胞由来心筋細胞とラット由来交感神経細胞の共培養を行い、神経支配を有するヒトiPS心筋の生理特性を評価した。

The purpose of this project is to develop substrate technology for biological devices with three-dimensional structure and three-dimensional morphology. The following are recorded during this period: (1) formation of biological devices with three-dimensional structure and three-dimensional morphology and interface activity of Sodium Dodecyl Sulfate () SDS ) and other test solutions containing the following methods: (1) arterial perfusion;(2) immersion and shaking treatment of the test solution (2) Decellularization treatment, tissue fixation, extracellular protein collagen (type1, 3), laminin, fibronectin, immunostaining, morphological evaluation. The analysis of the characteristics of cardiac muscle excitation and the evaluation of physiological function are carried out in the process of preparation, Field potential waveform, propagation speed of cardiac muscle excitation and the seeding of cardiac muscle cells with three-dimensional recellularized cardiac muscle tissue. (2) The 3D functional evaluation of cardiac sympathetic characteristics is performed by recording the activity potential of the cardiac surface and observing the activity potential change when the cardiac sympathetic characteristics are added. Part of the results of this study were presented at the spring conference on electrocardiology (the academic conference on electrocardiology in Japan, April 2022). (3) The physiological characteristics of iPS derived from cardiac muscle cells and sympathetic neurons were evaluated during co-culture and neuroregulation.

项目成果

巨大陰性T波の発生機序と臨床的意義, HEART's Original [総説]

巨负T波的遗传机制及临床意义，HEART原创【综述】

• 发表时间: 2022
• 期刊: 心臓（日本医学出版）
• 作者: 外山淳治;渡邉英一;李鍾國;辻幸臣;鈴木頼快;大川育秀;鈴木孝彦
• 通讯作者: 鈴木孝彦

不整脈領域の心筋再生医療：iPS心筋を用いた創薬とバイオペースメーカー

治疗心律失常的心肌再生医学：使用 iPS 心肌的药物发现和生物起搏器

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiota Tomo;Nagata Riko;Kikuchi Sotaro;Nanaura Hitoki;Matsubayashi Masaya;Nakanishi Mari;Kobashigawa Shinko;Isozumi Noriyoshi;Kiriyama Takao;Nagayama Kazuaki;Sugie Kazuma;Yamashiro Yoshito;Mori Eiichiro;李 鍾國
• 通讯作者: 李 鍾國

Protocol for Morphological and Functional Phenotype Analysis of hiPS-Derived Cardiomyocytes

hiPS 衍生心肌细胞形态和功能表型分析方案

• DOI: 10.1007/978-1-0716-1484-6_10
• 发表时间: 2021
• 期刊: Methods Mol Biol/ Pluripotent Stem-Cell Derived Cardiomyocytes
• 作者: Li J;Lee JK
• 通讯作者: Lee JK

臨床と基礎の世界を巡るトランスレーショナル研究～日本の基礎研究の現状と不整脈領域の再生医療～

临床和基础领域的转化研究 - 日本基础研究现状和心律失常领域的再生医学 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: 心電図（日本不整脈心電学会誌）
• 作者: E. Rustami;K. Sasagawa;K. Sugie;Y. Ohta;H. Takehara;M. Haruta;H. Tashiro;and J. Ohta;李鍾國
• 通讯作者: 李鍾國

ヒトiPS心房筋を用いた創薬プラットフォームの構築

利用人类 iPS 心房肌构建药物发现平台

• 发表时间: 2021
• 作者: Ozaki Hajime;Suga Hidetaka;Sakakibara Mayu;Miyake Natsuki;Miwata Tsutomu;Taga Shiori;Nagai Takashi;Kano Mayuko;Mitsumoto Kazuki;Miyata Takashi;Kobayashi Tomoko;Sugiyama Mariko;Onoue Takeshi;Takagi Hiroshi;Hagiwara Daisuke;Iwama Shintaro;Banno Ryoichi;Iguc;李鍾國
• 通讯作者: 李鍾國