心筋分化誘導後ヒトiPS細胞による薬剤評価システムの開発

诱导心脏分化后使用人iPS细胞开发药物评价系统

基本信息

  • 批准号:
    21659139
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の最終目標は、心筋分化誘導後ヒトiPS細胞の膜電位を計測、コンピュータシミュレーションでこの計測結果を再現し、各種病態時における不整脈発生のメカニズム解明に繋げることにある。平成22年度は1)心筋分化誘導後ヒトiPS細胞からの膜電位データ採取法の検討、さらに2)活動電位および興奮伝播異常をコンピュータシミュレーションで再現するための数理モデルの開発を試みた。1) 予備実験段階で心筋分化誘導後マウスiPS細胞からの膜電位データ採取はほぼ確立されたと考えられ、これをヒトiPS細胞に適用することを試みたが、細胞の単離および分化段階の調整が困難であった。また活動電位記録は自動能を有する細胞群から得られるものが多く(PLoS ONE (2011)6:e16734)、動物実で得られるような心室筋細胞の活動電位記録を安定して行うためには更なる工夫が必要であると考えられた。2) 心筋細胞の興奮伝播の再現に欠かせないギャップジャンクションチャネル(Gap)の新しい数理モデルを開発した(Progress in Biophysics and Molecular Biology (2010) 103:102-110)。動物実験より得られた細胞内遊離MgとGapの開閉状態関係を数式化し、高濃度Mgによる伝導障害をコンピュータシミュレーションで再現することができた。一般的に心筋虚血により細胞内ATP量は減少するが、これに伴い細胞内遊離Mgが増加することよ、今回の検討は虚血性不整脈の解明に繋がると考えられる。今後ヒト心筋モデルへの調整、薬剤による修飾へと発展が期待できる。
The ultimate goal of this study is to measure the membrane potential of iPS cells after induction of cardiac muscle differentiation, reproduce the measurement results, and explain the development of irregular pulse in various pathological conditions. In 2002, 1) membrane potential measurement of iPS cells after induction of cardiac muscle differentiation, 2) abnormal activity potential and excitation propagation, 3) mathematical model of cell development were studied. 1)It is difficult to adjust the membrane potential of iPS cells after they are prepared for differentiation. The activity potential recording of ventricular muscle cells can be automatically recorded (PLoS ONE (2011)6:e16734). The activity potential recording of ventricular muscle cells can be automatically recorded. 2)A new mathematical model for the reproduction of excitatory propagation in cardiac muscle cells (Gap) is developed (Progress in Biophysics and Molecular Biology (2010) 103:102-110). The relationship between the open and closed states of free Mg and Gap in cells was quantified in animals, and the relationship between the open and closed states of free Mg and gap in cells with high Mg concentration was reproduced. In general, the amount of ATP in the cells of the heart muscle and tendon deficiency blood is reduced, and the amount of free Mg in the cells is increased. In the future, the adjustment of the core structure, the modification of the structure and the development of the structure are expected.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
心筋細胞レベルで見た不整脈メカニズム
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野間昭典;松田裕之
  • 通讯作者:
    松田裕之
Induction and enhancement of cardiac cell differentiation from mouse and human induced pluripotent stem cells with cyclosporin-A.
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0016734
  • 发表时间:
    2011-02-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fujiwara M;Yan P;Otsuji TG;Narazaki G;Uosaki H;Fukushima H;Kuwahara K;Harada M;Matsuda H;Matsuoka S;Okita K;Takahashi K;Nakagawa M;Ikeda T;Sakata R;Mummery CL;Nakatsuji N;Yamanaka S;Nakao K;Yamashita JK
  • 通讯作者:
    Yamashita JK
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知道了