in vivoヒトiPS細胞由来移植心筋における代謝的プロファイル解析とその応用

人iPS细胞移植心肌体内代谢谱分析及其应用

基本信息

批准号：
21J10680
负责人：
相馬雄輔
金额：
$ 0.96万
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：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10680/
关键词：
心臓再生医療多能性幹細胞成熟代謝

项目摘要

ヒトiPS細胞を用いた心臓再生医療は、難治性重症心不全に対する心臓移植に代わる治療法として期待されている。しかしながら、ヒトiPS細胞から分化誘導して作製した心筋細胞は、胎児の段階の心筋細胞と同等の未熟な細胞であり、これが心臓再生医療の実現に向けた課題の一つとなっている。これまでin vitroの環境では、長期培養や組織化、電気刺激を加えたりすることでヒトiPS細胞由来心筋細胞はある程度成熟するが、adultの心筋細胞までには成熟しないことが報告されている。一方で、移植されたin vivo環境のヒトiPS細胞由来心筋細胞は、in vitroと比較してより成熟することを経験している。そこで、ヒトiPS細胞から作製した心筋細胞を小動物の心臓に移植し、移植後の心筋細胞の成熟度を様々な点から評価することを、本研究の目的とした。本年度は、移植後のヒトiPS細胞由来心筋組織を経時的に回収していき、RNA-シークエンスを行って遺伝子発現を評価した。その結果、成熟に伴って発現が上昇すると考えられているサルコメアやイオンチャネルに関わる遺伝子の発現が上昇してくることが分かった。また、代謝に関しては、一部の解糖系代謝産物の遺伝子発現が経時的に減少する一方で、脂肪酸代謝に関わる遺伝子の発現が上昇しており、移植後のヒトiPS細胞由来心筋組織が代謝的に成熟することを示唆する所見が得られた。これまで、ヒトiPS細胞由来心筋細胞は、移植後に増大し、配向性を持つようになるなど、形態的な成熟が起こることは報告されていたが、代謝的にも成熟することが分かり、心臓再生医療の今後の発展につながる結果と考えられた。

使用人类 iPS 细胞的心脏再生医学有望成为难治性严重心力衰竭心脏移植的替代疗法。然而，由人iPS细胞诱导分化产生的心肌细胞是相当于胎儿心肌细胞的未成熟细胞，这是实现心脏再生医学的挑战之一。有报道称，人iPS细胞来源的心肌细胞在体外环境中通过长期培养、组织和电刺激得到一定程度的成熟，但未成熟到成体心肌细胞的水平。另一方面，与体外相比，移植的人 iPS 细胞衍生的心肌细胞在体内环境中经历了更多的成熟。因此，本研究的目的是将人iPS细胞产生的心肌细胞移植到小动物的心脏中，并从多个角度评估移植后心肌细胞的成熟程度。今年，我们收集了移植后一段时间内人类 iPS 细胞来源的心肌组织，并进行 RNA 测序以评估基因表达。结果发现，被认为随着成熟而增加的与肌节和离子通道相关的基因的表达增加。关于代谢，虽然一些糖酵解代谢物的基因表达随着时间的推移而减少，但参与脂肪酸代谢的基因的表达却增加，这表明在移植后人iPS细胞来源的心肌组织中获得的发现表明幼虫逐渐成熟。迄今为止，据报道，人类iPS细胞来源的心肌细胞在移植后会经历形态成熟，例如尺寸增加和定向，但也发现它们也在代谢上成熟，这一结果被认为是未来的结果。再生医学的发展。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Scaffold-Free Tubular Engineered Heart Tissue From Human Induced Pluripotent Stem Cells Using Bio-3D Printing Technology in vivo.

使用体内生物 3D 打印技术从人类诱导多能干细胞中获得无支架管状工程心脏组织。

DOI：
10.3389/fcvm.2021.806215
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kawai Y; Tohyama S; Arai K; Tamura T; Soma Y; Fukuda K; Shimizu H; Nakayama K; Kobayashi E.
通讯作者：
Kobayashi E.

Scaffold-Free Tubular Engineered Heart Tissue From Human Induced Pluripotent Stem Cells Using Bio-3D Printing Technology in vivo.

使用体内生物 3D 打印技术从人类诱导多能干细胞中获得无支架管状工程心脏组织。

DOI：
10.3389/fcvm.2021.806215
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kawai Y; Tohyama S; Arai K; Tamura T; Soma Y; Fukuda K; Shimizu H; Nakayama K; Kobayashi E.
通讯作者：
Kobayashi E.

The Present State and Future Perspectives of Cardiac Regenerative Therapy Using Human Pluripotent Stem Cells.

使用人类多能干细胞进行心脏再生治疗的现状和未来前景。