【研究領域課題番号】22H02533 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 心臓発生 / 心筋分化 / リプログラミング / 転写因子

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究領域課題番号】19K17537 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 心臓発生 / 心筋分化 / リプログラミング / 転写因子

【研究成果の概要】

我々は線維芽細胞を心筋様細胞に直接誘導する分化転換法を用いた新たなアプローチにより、強い心筋分化転換誘導作用がある転写因子ZNF281に着目した。心臓発生におけるZNF281の機能は不明である。
本研究で作製したZNF281を欠損した多能性幹細胞は心筋分化能が欠如しており、ZNF281を欠損したマウスも胎生致死であり、ZNF281が心臓形成に必須の因子である事が確認できた。次にZNF281を発生時期特異的に欠損できるZNF281floxedマウス系統を樹立し、解析した結果、ZNF281は中胚葉に分化した以降の心臓発生に必須であることを明らかにし、心臓形成の新たな分子機序解明が期待される。

【研究の社会的意義】

心血管疾患は世界において死亡原因の第一位であり、その要因の一つは心臓に十分な自己再生能がない事である。また、心臓発生の転写制御ネットワークに関しては未だ不明な点が多く、現存する医療技術では未だに心臓を創り出し、有効に再生して修復する事ができていない。現在、心臓形成の分子機構を研究するにはヒトと同じ哺乳類であるマウスを用いることが主流であるが、多くの費用と時間を要する。このような中、我々は線維芽細胞から心筋細胞を直接誘導する分化転換法に着目し、細胞のみを用いるこの系が心臓発生の分子機構を研究する新たなツールとなりうることを科学的に立証した。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】18K08047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

心筋再生 / 心筋症 / 心筋リプログラミング / 心筋リプロウグラミング / 遺伝子治療 / リプログラミング / 遺伝子編集 / 心筋梗塞 / リプロウグラミング / 直接リプログラミング / 遺伝子導入 / 再生医療 / プログラミング / 直接誘導

【研究成果の概要】

本研究より、効率的に 維芽細胞から心筋梗塞 に効率的に遺伝子導入をする方法を探索している。その中で、共同研究を行った心筋梗塞での治療として、細胞のゲノムを損傷することなく 3つの心筋 誘導遺伝子を導入して、心筋梗塞 の心臓線維芽細胞を直接的に心筋細胞へ転換して、心機能を改善することに成功した。2020年以降、細胞移植を必要としない新しい心筋再生法として、心筋以外の心臓線維芽細胞に心筋誘導遺伝子を導入して、心筋を直接作製する研究を行っている。
本研究では、 張型心筋症やファブリー病の伝性心筋症にも注目をして、心筋直接誘導が改善できるコンストラクトを作成している。

【研究の社会的意義】

本研究では、単に心筋梗塞だけではなく、張型心筋症やファブリー病の伝性心筋症にも注目をして、心筋直接誘導が改善できることを目標として、条件検討を行っている。
その結果により、遺伝性の心筋症の患者に対しても、細胞移植を必要としない新しい心筋再生方法を確立することが期待できる。
よって、この心筋直接リプログラミングによる心筋再生技術は、iPS細胞誘導心筋細胞移植とは異なる、再生医療への用途が期待できるようになる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】ケミカルバイオロジー

【研究領域課題番号】16K16643 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝細胞移植 / 肝前駆細胞 / リプログラミング / 低分子化合物 / 肝細胞 / シトクロームP450 / ヒト肝細胞 / CLiP / 高置換 / 化合物ライブラリ / 再生医療

【研究成果の概要】

本研究では，ラット・マウスの成熟肝細胞を前駆細胞へとリプログラミングできることを確かめている低分子化合物を用いて，ヒト肝細胞も同様にリプログラミングできるかどうか，またそのようにして得られた肝前駆細胞(ヒトCLiP)が，肝臓再生に寄与しうるかどうかを検討することを目的とした．主な成果は以下の通りとなる.（１）乳幼児肝細胞からヒトCLiPを誘導できた．（２）ヒトCLiPから分化誘導した肝細胞はCYP活性を示した．（３）ヒトCLiPは慢性肝疾患モデルマウスの肝臓を高効率に置換し，移植後のキメラ肝臓から取り出したヒト肝細胞は初代成熟肝細胞と同等レベルの代謝能を示した．

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】腎臓内科学

【研究領域課題番号】16H07177 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ヒトES細胞 / 転写調節因子 / リプログラミング / 腎臓再生 / 多能制幹細胞 / 転写因子 / 再生医療 / 腎尿細管細胞 / ヒト多能性幹細胞 / 肝細胞 / 尿細管細胞

【研究成果の概要】

我々は、TF-inducible hES細胞株から得られたデータのin silico解析から、腎前駆細胞及び腎臓Organoidへの分化誘導を促す転写因子群を明らかにした。4転写因子をヒトES細胞に導入後、2日で92%と高効率に腎前駆細胞を誘導することに成功した。さらにこの腎前駆細胞に別の4因子を添加し3次元培養を行う事で、14日間で足細胞、近位及び遠位尿細管からなる腎Organoidを分化誘導することに成功した。RNA-seq法での解析では、腎Organoidはヒト腎臓遺伝子発現プロファイルと類似した遺伝子発現パターンを示し、ヒト腎臓と近い性質を持った腎臓組織が誘導できていることが示された。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2016-08-26 - 2018-03-31

【配分額】2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】23659938 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 間葉系幹細胞 / DNAメチル化 / 骨再生医療 / ＭＳＣ / メチル化 / リプログラミング / ＤＮＡメチル化

【研究成果の概要】

本研究の目的は、必要最低限のリプログラミングによって培養間葉系幹細胞(MSC)をリセットし、この細胞を細胞源として用いて安全で確実な再生医療技術を確立することである。本研究では、培養ラットMSCのDNAメチル化をゲノムワイドで解析し、細胞劣化にともなうメチル化変動部位を同定した。DNA脱メチル化刺激を用い、この部位のメチル化状態を改善する方法を検討し、ブタ骨再生モデルに応用した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)