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疾患特異的iPS細胞を用いた拡張型心筋症の病態解明と新規治療法の開発

阐明扩张型心肌病的病理学并利用疾病特异性 iPS 细胞开发新疗法

基本信息

批准号：
22KJ0429
负责人：
下田柚須乃
金额：
$ 1.6万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0429/
关键词：
拡張型心筋症 iPS細胞心筋細胞 LMNA遺伝子

项目摘要

当該年度では、LMNA遺伝子変異を有する拡張型心筋症（Dilated cardiomyopathy: DCM）患者由来iPS細胞の樹立およびその特性解析、心筋細胞分化誘導を行った。３名のDCM患者の末梢血から単核球を抽出し、エピソーマルプラスミドベクターを用いたリプログラミングを行い、疾患特異的iPS細胞を樹立した。作製したiPS細胞株に対して、蛍光免疫染色・フローサイトメトリーにより未分化マーカータンパク質の発現を認め、各細胞株の未分化状態を確認した。また、三胚葉分化確認のため胚葉体形成を行い、蛍光免疫染色で外・内・中胚葉の各種マーカータンパク質の発現を評価し、多分化能を確認した。さらに、ゲノムDNAを抽出してシークエンス解析を行ったところ、樹立したiPS細胞は、それぞれの患者で確認されている変異と同等のものを有していた。続いて、iPS細胞由来心筋細胞（iPSC-CM）への分化誘導を行った。iPSC-CMは、誘導10日前後で自律的な拍動を示し、心筋サルコメアタンパク質の発現を認めた。さらに、LMNA遺伝子がコードする核膜タンパク質LaminA/Cの発現量をウエスタンブロッティングで解析したところ、患者由来の細胞で発現量が減少していた。以上の結果の一部について、論文発表した（Shimoda et al., Stem Cell Research 2022)。現在は、各患者の有する変異と、LaminA/Cのタンパク質発現量・その機能の関係については現在解析途中である。さらに、細胞株による心筋細胞分化効率の不均一性が認められており、今後予定しているRNA-seq等の遺伝子発現解析に向けて、より安定した心室系心筋細胞の誘導法確立を進めている。

During the year, LMNA gene differentiation was observed in patients with Dilated Cardiomyopathy (DCM), iPS cell differentiation was characterized, and cardiac differentiation was induced. 3 patients with DCM had peripheral blood mononuclear cells extracted and disease-specific iPS cells established. The undifferentiated state of each cell line was confirmed by immunostaining for iPS cell lines. The development of various kinds of embryos in the outer, inner and middle embryo was evaluated by light immunostaining, and the multi-differentiation ability was confirmed. The DNA of the patient was extracted and analyzed. iPS cells were induced to differentiate from cardiac muscle cells (iPSC-CM). iPSC-CM can induce the self-discipline of the 10-day period. In addition, LMNA gene expression in the nuclear membrane and protein LaminA/C was reduced in the analysis of LMNA gene expression in patient-derived cells. A part of the above results was published (Shimoda et al., Stem Cell Research 2022)。Now, there are differences between patients, LaminA/C quality, and functional relationships. The heterogeneity of differentiation rate of cardiac muscle cells in different cell lines was identified. The analysis of gene expression such as RNA-seq was determined in the future. The establishment of induction method of cardiac muscle cells in stable ventricular system was further analyzed.