ＥＳ／ｉＰＳ　由来心筋細胞における代謝を利用した新規分化誘導法及び精製法の構築

利用 ES/iPS 来源的心肌细胞代谢构建新的分化诱导方法和纯化方法

• 批准号: 13J30005
• 负责人: 遠山 周吾
• 金额: $ 2.76万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J30005/
• 关键词: ヒトES細胞; ヒトiPS細胞; 心筋細胞; 腫瘍化; 移植; 純化精製; 代謝; ES細胞; iPS細胞; 心筋分化; 精製

ヒトES細胞およびiPS細胞はさまざまな細胞に分化可能であるため、再生医療への応用が期待されている。ヒトES細胞およびiPS細胞におけるエネルギー代謝は、おもにグルコースの代謝に依存することが知られているが、アミノ酸の役割に関する報告は少ない。我々は、ヒトES細胞およびiPS細胞におけるアミノ酸の代謝を解析することにより、グルタミンが重要な役割を担うことを明らかにした。ヒトES細胞およびiPS細胞をグルコースおよびグルタミンを除去した条件において培養した場合、グルコースのみを除去した場合に比べ、ATPが短時間で著明に低下しすみやかに死滅した。また、トランスクリプトーム解析およびメタボローム解析により、ヒトES細胞およびiPS細胞はピルビン酸ではなくグルタミンを効率よく利用してATPを合成していることがわかった。その原因として、ヒトES細胞およびiPS細胞において、アコニターゼ2およびイソクエン酸脱水素酵素2/3の発現が著明に低下していること、ATPクエン酸リアーゼが著明に上昇していることが示唆された。一方、心筋細胞は乳酸を効率よく利用することにより生存が可能であることがわかった。この代謝の特性を利用することにより、ヒトES細胞およびiPS細胞を分化した際に混入する未分化幹細胞を完全に除去した安全性の高い心筋細胞を作製することが可能となり、今後の再生医療の実現に貢献することが期待される。

The differentiation of ES cells and iPS cells is possible, and the potential for regenerative medicine is expected. ES cells, iPS cells, metabolism Metabolism depends on することが知られているが, and アミノ acid のservice cuts に关する report は小ない. Analysis of metabolism of ES cells and iPS cellsすることにより, グルタミンがimportant なservice cut を聆ことを明らかにした. ES cells およびiPS cells をグルコースおよびグルタミンをRemoval conditions したconditions においてculture field合、グルコースのみを Remove the occasionに比べ、ATPがshort-time で性明にlower しすみやかに死出した.また、トランスクリプトームanalytical およびメタボロームanalytical により、ヒトES cells およびiPS cells Cellular acid ではなくグルタミンを efficiency よく utilizes してATPを to synthesize していることがわかった.そのcause として, ヒトES cells およびiPS cells において, アコニターゼ2 およびイソクエン acid dehydratase enzyme 2/3の発appears that the light is low and the ATP is low and the ATP is high and the light is rising. On the one hand, it is possible for cardiac cells to use lactic acid efficiently and survive.このmetabolic propertiesをutilization of することにより, ヒトES cells and およびiPS cells をdifferentiation したinteriorにmixed with するundifferentiated stem cellsをcomplete It is possible to eliminate the possibility of cardiomyocyte production due to high safety, and it is expected to contribute to the future of regenerative medicine.

项目成果

Generation and characterization of functional cardiomyocytes derived from human T cell-derived induced pluripotent stem cells.

• DOI: 10.1371/journal.pone.0085645
• 发表时间: 2014
• 期刊: PloS one
• 影响因子: 3.7
• 作者: Seki T;Yuasa S;Kusumoto D;Kunitomi A;Saito Y;Tohyama S;Yae K;Kishino Y;Okada M;Hashimoto H;Takei M;Egashira T;Kodaira M;Kuroda Y;Tanaka A;Okata S;Suzuki T;Murata M;Fujita J;Fukuda K
• 通讯作者: Fukuda K

Analysis of cardiomyocyte movement in the developing murine heart.

分析小鼠心脏发育中的心肌细胞运动。

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.036
• 发表时间: 2015
• 期刊: Biochem Biophys Res Commun
• 作者: Hashimoto H;Yuasa S;Tabata H;Tohyama S;Seki T;Egashira T;Hayashiji N;Hattori F;Kusumoto D;Kunitomi A;Takei M;Kashimura S;Yozu G;Shimojima M;Motoda C;Muraoka N;Nakajima K;Sakaue-Sawano A;Miyawaki A;Fukuda K
• 通讯作者: Fukuda K

メタボローム解析を用いたヒトES/iPS由来心筋細胞における純化精製法の確立

利用代谢组分析建立人 ES/iPS 来源的心肌细胞纯化方法

• 发表时间: 2013
• 作者: 遠山周吾;福田恵一
• 通讯作者: 福田恵一

A Massive Suspension Culture System with Metabolic Selection for Human Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

具有人多能干细胞来源的心肌细胞代谢选择的大规模悬浮培养系统

• 发表时间: 2015
• 作者: Shugo Tohyama;Jun Fujita;Natsuko Hemmi;Fumiyuki Hattori;Keiichi Fukuda
• 通讯作者: Keiichi Fukuda

Gelatin Hydrogel Enhances the Engraftment of Transplanted Cardiomyocytes and Angiogenesis to Ameliorate Cardiac Function after Myocardial Infarction.

• DOI: 10.1371/journal.pone.0133308
• 发表时间: 2015
• 期刊: PloS one
• 影响因子: 3.7
• 作者: Nakajima K;Fujita J;Matsui M;Tohyama S;Tamura N;Kanazawa H;Seki T;Kishino Y;Hirano A;Okada M;Tabei R;Sano M;Goto S;Tabata Y;Fukuda K
• 通讯作者: Fukuda K