研究概要

私たちの研究室では、iPS細胞技術を駆使して、心臓の再生医療と創薬の研究に取り組んでいます。分子レベルの基礎研究から臨床応用を見据えた橋渡し研究までを幅広くカバーし、現在以下の3つのテーマを柱として研究を展開しています。

1）心筋再生治療の開発

重症心不全など、現在の医療では十分な治療効果が得られない患者さんに対する次世代の治療として、ES/iPS細胞を用いた心筋再生治療が世界的に注目されています。当研究室では、心筋分化誘導法の最適化から移植法の確立まで、オミクス解析を含む多角的な分子生物学的アプローチにより、安全性と有効性の高い心筋再生治療の実現を目指しています。

2） 疾患特異的iPS細胞研究

患者さんの細胞から樹立したiPS細胞（疾患特異的iPS細胞）を分化誘導して作製した細胞を用いて、試験管内で疾患を再現することにより、疾患のメカニズムや創薬の研究が可能になりました。このような疾患特異的iPS細胞による研究は、ヒト心筋細胞の安定的な誘導法やCRISPR/Cas9をはじめとするゲノム編集技術の進展とあいまって、今後の医学研究においてますます重要な役割を担うと考えられます。当研究室では、心疾患（心筋症・不整脈疾患など）の患者さんの細胞から樹立したiPS細胞を用いて、疾患のメカニズム解析や治療薬の開発を目指しています。特に近年は心臓オルガノイドやEngineered Heart Tissueなどなど心臓立体組織を用いた組織レベルでの病態モデルの構築および創薬プラットフォームの確立を通して、新しい治療法の開発に向けた研究を進めています。

3） 臨床応用のための心筋の分化成熟制御法の開発

iPS細胞から作製した心筋細胞や組織は、創薬や薬剤の安全性評価において動物モデルに代わるヒト細胞ベースのモデルとして大きな可能性を持っています。心筋には心室筋、心房筋、ペースメーカー細胞などさまざまなサブタイプが存在し、再生医療や創薬、疾患研究の目的に応じたサブタイプ・成熟度の細胞を作り分けることが重要です。当研究室では、分化・成熟過程を精密に制御することで、各用途に最適な心筋細胞・組織を効率よく作製する技術の確立を目指しています。また心臓には心筋細胞以外にも線維芽細胞や血管内皮細胞など多様な非心筋細胞が存在し、心疾患の病態進展にはこれらの細胞間の相互作用が重要な役割を果たすことが知られています。当研究室では、非心筋細胞も含めた生体に近い立体心臓組織の作製技術の開発にも取り組んでおり、再生医療と創薬プラットフォームの両面で新たな展開を目指しています。

ヒトiPS細胞より分化誘導した心筋細胞 （緑: トロポニンT、青: DAPI）

心筋梗塞マウスに移植したヒトiPS細胞由来心筋細胞 （黄色部分）