ヒトiPS細胞由来人工心臓組織における成熟化プロセスの理解と制御法の確立

了解人类 iPS 细胞衍生的人工心脏组织的成熟过程并建立控制方法

• 批准号: 22K08934
• 负责人: 長田 裕明
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08934/
• 关键词: iPS細胞; 心臓再生医療

本研究ではiPS細胞由来人工心臓組織において、糖代謝から脂肪酸代謝への代謝スイッチ・流水刺激や電気刺激などの物理的刺激が組織成熟に対して促進的に働き、臨床応用に資する成熟レベルを達成しうるかどうかを、成熟化培養・組織成熟の評価および心疾患動物モデルを用いた検証を通して明らかにし、組織解析により成熟関連分子機構を同定することによりそのプロセスの制御法を見出す。本年度は以下の2項目において主に研究開発を行った。1. iPS細胞由来心臓組織の作製：3Dマイクロ心臓組織を構成する細胞として、心筋細胞・血管内皮細胞・血管壁細胞を既報の方法（Masumoto,Scientific Reports 2014）およびその修正によって誘導し、細胞組成の比率の最適化を行った。その後、我々の有する多層積層化シートおよびコラーゲンIなどのバイオマテリアルを用いた立体化について、代表的なiPSライン（201B6株）において作製プロトコルを最適化した。2. 代謝スイッチによる成熟化培養条件の特定：新生児脂肪酸組成（Yang, Stem Cell Reports 2020）およびペルオキシソーム増殖因子活性化核内受容体（PPAR）や、ホルモンの関与を示唆している報告（Hirose，Science 2019など）を参考に、各種化合物存在下で1.で作成したマイクロ心臓組織を培養し、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸といった各種脂肪酸およびPPARA agonistを投与し、脂肪酸トランスポーターであるCD36の発現上昇による組織の成熟化を見出した。またその心臓組織の成熟化を、物理生物学的機能（電気刺激に対する応答性）、組織学的特性（蛍光免疫染色、組織免疫染色、電子顕微鏡観察）、生化学的特性（リアルタイム定量PCR解析）、および配向性により評価した。

This study で は iPS cell origin of artificial heart viscera tissue に お い て, sugar metabolism か ら fatty acid metabolism へ の metabolic ス イ ッ チ · や electric 気 stimulate water な ど の physical stimulation が organization mature に し seaborne て promote に 働 き, clinical 応 using に す る mature レ ベ ル を reached し う る か ど う か を mature, mature culture, organization の review 価 お よ び heart disease Content モ デ ル を with い た 検 card を tong し て Ming ら か に し, organization parsing に よ り mature masato even molecular institutions を be す る こ と に よ り そ の プ ロ セ ス の を see out す suppression method. This year, the following て 2 projects にお にお て are the main に research and development projects を and った. 1. iPS cells are derived from cardiac tissue samples: 3 d マ イ ク ロ heart tissue を viscera す る cells と し て, heart muscle cells, endothelial cells, vessel wall cells を at both の way (Masumoto, Scientific Reports 2014) お よ び そ の correction に よ っ て induced し, the optimal ratio of cells の の を line っ た. そ の, I 々 の is す る multilayer laminated シ ー ト お よ び コ ラ ー ゲ ン I な ど の バ イ オ マ テ リ ア ル を with い た three-dimensional に つ い て, representative な iPS ラ イ ン (b6) strains 201 に お い て cropping プ ロ ト コ ル を optimization し た. 2. Metabolic ス ッチによる ッチによる maturation culture conditions <s:1> specific: New where fatty acid composition (Yang, Stem Cell Reports 2020) お よ び ペ ル オ キ シ ソ ー ム raised colonization factor within the activeness of nuclear capacity of body (PPAR) や, ホ ル モ ン の masato and を in stopping し て い る report (Hirose, Science 2019 な を reference に ど), all kinds of compounds in the presence of で 1. で made し た マ イ ク ロ heart viscera tissue を culture し, パ ル ミ チ ン acid, オ レ イ ン acid, リ ノ レ ン acid と い っ た various fatty acids お よ び PPARA Agonist を cast with し, fatty acid ト ラ ン ス ポ ー タ ー で あ る CD36 の 発 now rising に よ る organization の is matured を shows し た. ま た そ crucial の heart tissue の is matured を, physics, biology function (electric 気 stimulus に す seaborne る 応 answer sex), histological characteristics (蛍 immune dyeing, immunization, electronic light 顕 micromirror 観), the characteristics of biochemistry (リ ア ル タ イ ム quantitative PCR analysis), お よ び match tropism に よ り review 価 し た.

项目成果

ヒトiPS細胞を用いた心毒性評価および心臓病創薬のための高感度マイクロデバイス

使用人类 iPS 细胞进行心脏毒性评估和心脏病药物发现的高灵敏度微型设备

• 发表时间: 2023
• 作者: Kodama A;Takahara M;Iida O;Soga Y;Terashi H;Kawasaki D;Izumi Y;Mii S;Komori K;Azuma N;升本 英利
• 通讯作者: 升本 英利

Animal Models and Experimental Research in Medicine

动物模型和医学实验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Osada H;Murata K;Masumoto H
• 通讯作者: Masumoto H

心臓移植と再生医療のクロストーク

心脏移植与再生医学之间的串扰

• 发表时间: 2023
• 作者: Banno H;Sugimoto M;Sato T;Ikeda S;Kawai Y;Tsuruoka T;Kodama A;Komori K.;升本 英利
• 通讯作者: 升本 英利

Cardiovascular Regenerative Medicine Based on Biomaterials: From Bench to Bedside

基于生物材料的心血管再生医学：从实验室到临床

• 发表时间: 2022
• 作者: Sugimoto M;Komori K;Yokoi H;Ohki T;Kichikawa K;Nakamura M;Nanto;SErin E. O’Leary;Aaron E. Lottes;Alan T. Saunders;MS;Michael D. Dake.;黒部裕嗣;Yasuhiro Fujii; Takashi Goyama; Genya Muraoka; Daiki Ousaka; Yuichi Imai; Susumu Oozawa; Yasushi Sasai; Tatsuyuki Nakatani;Masumoto H
• 通讯作者: Masumoto H

3次元心筋組織を用いた再生医療開発

利用3D心肌组织开发再生医学

• 发表时间: 2023
• 作者: Yasuhiro Fujii;Takashi Goyama ;Tatsuyuki Nakatani;Daiki Ousaka;Yuichi Imai;Noriaki Kuwada;Tatsunori Tsuji;Genya Muraoka;Haruhito Uchida;Masahiro Nishibori;Susumu Oozawa;Shingo Kasahara;升本 英利
• 通讯作者: 升本 英利