疾患特異的ｉＰＳ細胞を用いた心筋症の病態解明、創薬研究

使用疾病特异性 iPS 细胞阐明心肌病的病理学和药物发现研究

基本信息

批准号：
15J05349
负责人：
伊藤正道
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05349/
关键词：
iPS細胞心筋細胞拡張型心筋症肥大型心筋症心筋症創薬研究

项目摘要

前年度までに、10名の健常者、30名の家族性心筋症患者からiPS細胞を作成し、効率よく心筋細胞を作成する独自の手法を開発した。本年度はこれらを用いて疾患特異的表現型の探索をすすめた。①拡張型心筋症 (DCM) 患者iPS由来心筋細胞の表現型解析既知の遺伝子変異(LMNA)を有する家族性拡張型心筋症の患者からiPS細胞を作成し、心筋細胞を誘導して解析を行った。DCMは心筋の収縮力低下を特徴とする症候群であり、そのような表現型異常がiPS由来心筋細胞でも認められるかを確認するため、高速カメラを用いて心筋細胞の動きを定量するSI8000（SONY社ライブセルイメージングシステム）を利用して細胞収縮・弛緩のパラメーターを評価した。健常株とDCM株とを比較したところ、細胞収縮速度・弛緩速度は予想外にDCM心筋の方が健常心筋よりも大きいことが判明した。一方、アドレナリン受容体刺激剤isoproterenolを長時間作用させて比較したところ、健常心筋では収縮速度、弛緩速度がやや増大したのに対し、DCM心筋の方はこれらのパラメーターは減少するという反応性の違いが見られた。②iPS由来心筋細胞の電気生理的特性の測定カルシウム感受性色素、膜電位感受性色素を用いてiPS由来心筋細胞のカルシウムトランジェントおよび膜電位を測定するプロトコルを確立した。まず複数のドナー、クローン由来の健常iPS由来心筋細胞を用いて細胞の電気生理特性を検証したところ、由来となるドナー、クローンが異なった場合にiPS由来心筋細胞の拍動数や活動電位持続時、イオンチャネル阻害剤に対する応答に有意な差が生じることが判明した。ベースラインの状態のパラメーター(拍動数など)によって実験に使用するiPS由来心筋細胞を適切に選別することにより、これらの薬剤応答のクローン間差が軽減することが明らかになった。

到前一年，他们已经从 10 名健康个体和 30 名家族性心肌病患者身上产生了 iPS 细胞，并开发了一种有效产生心肌细胞的独特方法。今年，我们利用这些来探索疾病特异性表型。 ① 扩张型心肌病（DCM）患者的 iPS 来源的心肌细胞的表型分析从具有已知基因突变的家族性扩张型心肌病（LMNA）患者中产生 iPS 细胞，并对心肌细胞进行诱导和分析。 DCM是一种以心肌收缩力下降为特征的综合征，为了确认在iPS衍生的心肌细胞中是否也观察到这种表型异常，我们使用SI8000（SONY细胞收缩/舒张参数使用活细胞成像系统进行了评估（公司活细胞成像系统）。当比较健康菌株和DCM菌株时，意外地发现DCM心肌中的细胞收缩和舒张率高于健康心肌中的细胞收缩和舒张率。另一方面，当长期应用肾上腺素能受体兴奋剂异丙肾上腺素并进行比较时，健康心肌的收缩和舒张率略有增加，而DCM心肌中这些参数下降，表明反应性存在差异。 ② iPS 衍生心肌细胞电生理特性的测量我们建立了使用钙敏感染料和膜电压敏感染料测量 iPS 衍生心肌细胞的钙瞬变和膜电位的方案。首先，我们使用来自多个供体和克隆的健康 iPS 来源的心肌细胞验证了细胞的电生理特性，发现对离子通道抑制剂的反应存在显着差异。结果表明，通过根据基线状态参数（例如心率）适当选择实验中使用的 iPS 衍生心肌细胞，可以减少这些药物反应的克隆间差异。