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成体に近い成熟ヒトiPS細胞由来心筋細胞を目指した非神経性コリン作動系の役割解明

阐明非神经元胆碱能系统对接近成人大小的成熟人 iPS 细胞来源的心肌细胞的作用

基本信息

批准号：
22K05429
负责人：
小圷美聡
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに我々は心筋細胞の収縮機能に重要なカルシウムハンドリング遺伝子Aがヒト生後の心筋細胞に発現してくる事に着目して、遺伝子Aの発現を亢進させる化合物XをヒトiPS細胞由来心筋細胞（hiPSC-CMs）の成熟化促進化合物として見出している。化合物Xはコリン作動系シグナルの活性制御を介して細胞内のカルシウムハンドリング機能を亢進し、より強い収縮力を持った成熟度の高い心筋細胞の創出に寄与していると考えている。そこで、生後の心筋細胞レベルの成熟度を示すhiPS-CMsの作製を目指し、本年度は化合物の作用メカニズムの解明に着手した。化合物Xを添加したhiPS-CMsのRNA sequence (RNA-seq)データ解析より、着目するコリン作動系シグナルと協調して変動するシグナル経路を抽出した。そのうちひとつのシグナルを活性化させる化合物Yを化合物Xと併せて心筋分化中の培地に添加すると、成熟化に関連する遺伝子群の発現が化合物X単独に比べて上昇することが分かった。コリン作動系シグナルとクロストークするシグナル経路を明らかにした事で、今後最適な成熟化化合物の添加条件が確立できるものと考えている。また、本年度は心筋細胞の成熟化評価のひとつであるパッチクランプ法による心筋細胞の活動電位測定も開始した。化合物Xを添加して分化したhiPSC-CMsは、添加していないコントロール細胞と比較して成熟心筋細胞に特徴的な活動電位波形を示した。コリン作動系シグナルの活性調節によって電気生理学的にも成熟化した心筋細胞が得られることが示唆された。

Compound X is an important component in the development of cardiac muscle cells after birth. Compound X stimulates the development of cardiac muscle cells derived from hiPSC-CMs. Compound X mediates the activation and inhibition of intracellular cell cycle activation, increases the contractile force, maintains the maturity, and increases the production of cardiac muscle cells. This year, we began to clarify the role of these compounds in the development of hiPS-CMs. RNA sequence (RNA-seq) analysis of hiPS-CMs by addition of compound X, and coordination of action systems. Compound Y was activated and compound X was added to the culture medium during differentiation and maturation. A study on the optimal conditions for the addition of mature compounds in the future; This year, the evaluation of the maturation of tendon cells began. Compound X was added to differentiate hiPSC cells and the activity potential waveforms characteristic of mature cardiac cells were shown. The regulation of the activity of the cell in the cellular system and the regulation of the electrical physiology of the maturation of the cardiac muscle cells