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ヒトES及びiPS由来心筋細胞における電気的多様性の獲得とその分子機構の解明

人 ES 和 iPS 来源的心肌细胞电多样性的获取及其分子机制的阐明

基本信息

批准号：
11J05269
负责人：
遠山周吾
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05269/
关键词：
ES細胞 iPS細胞心筋細胞イオンチャネル代謝精製

项目摘要

ヒトES及びiPS由来心筋細胞がどのようにしてペースメーカー型・心房型・心室型といった多様性を獲得していくのかを、電気生理学的手法により評価解析し、その分子機構を明らかにすることを目的として研究を行った。これまで、遺伝子改変することなく心筋細胞を精製する技術がなかったため、非心筋細胞が混在した状況でのイオンチャネル評価が一般的であり、培養時期に応じたイオンチャネル発現量の変化を正確に評価することは困難であった。そこで、我々はまずミトコンドリア蛍光色素およびFACSを用いて高発現分画を回収する(Nature Methods 2011)ことでヒトES及びiPS由来心筋細胞を精製する実験を行った。しかしながらミトコンドリア蛍光色素を用いる系ではFACSを用いるため心筋精製に膨大な時間と労力を要するため、より簡便で理想的な心筋精製法の確立が必要であると考えた。そこで我々は心筋細胞における代謝の特性を利用することで、FACSを用いることなく効率的に心筋精製する方法を構築し報告した(Cell Stem Cell 2013)。その後、培養時期に応じたヒトES及びiPS由来精製心筋細胞における電気生理学的パターン変化を解明するため、微小電極法を用いて培養早期及び後期における活動電位を調べたところ、ペースメーカー型細胞が減少する傾向にあることがわかった。またパッチクランプ法にて個々の単一細胞におけるイオン電流変化を解析したところ、やはり培養早期から後期にかけてペースメーカー電流(If電流及びT型Ca電流)が低下する傾向にあることがわかった。次にそのメカニズムを調べるために、精製心筋細胞のイオンチャネルの発現量変化をQPCRを用いて解析したところ、HCNチャネルやT型Caチャネルの遺伝子発現が低下する傾向にあることがわかった。以上の結果から、ヒトES及びiPS由来精製心筋細胞が培養時期に伴い、電気生理学的に成熟化を来たすことが明らかになった。現在そのメカニズムを解明中である。

ヒトES and びiPS are derived from cardiomyocytes, cardiac cells, atrial type, ventricular type, multiple types, and multiple properties.いくのかを, electrophysiological technique により価analytic し, そのmolecule mechanism を明らかすることをpurpose として research を行った.これまで、缝子椉することなくcardiovascular cell をrefined するtechnology がなかったため、non-cardiac cells がmixed in したcondition でのイオンに応じたイオンチャネル発 Current quantity の変化をcorrect evaluation 価することはdifficultyであった.そこで、I 々はまずミトコンドリア蛍光色およびFACSを Use いて高発开户をrecycled する(Nature Methods 2011) Our ES and iPS are derived from cardiac cells and are refined and refined.しかしながらミトコンドリア蛍LED Photo pigment を Used いる system ではFACS を Used いるため心suji refined にexpanded It is necessary to establish the simple and ideal nagosu refining method based on time and strength.そこで我々はMetabolic characteristics of cardiomyocytes におけるMetabolism characteristics することで, FACSをUsing いることなく efficiency of にcardio refining method をConstruction report した (Cell Stem Cell 2013).その, culture period, に応じたヒトES and びiPS, purified cardiac cells, におけるelectrode, physiology of パターン剉明するため, microelectrode The method is to use the いて to cultivate the early and late における activity potential and adjust the べたところ, the tendency of ペースメーカー type cells to decrease is the same.またパッチクランプ法にて一の単一级におけるイオン Current Changingをanalyticsしたところ、やはりcultivation early stageかIn the later stage, the current (If current and T-type Ca current) tends to decrease and the current is low. The にそのメカニズムを Adjustment べるために, the refined heart muscle cell のイオンチャネルの発 the current amount of the QPCR をいて solution Analysis of the したところ, HCN チャネルやT type Ca チャネルの缝子発 appear が low する tendency にあることがわかった. The above results indicate that the culture period of refined cardiomyocyte cells and the maturation of electrophysiological processes for ES and iPS are clearly understood. Now it's time to explain Mingchu's である.