循環器内科iPSグループ

当研究室の概要

本研究グループは、ヒトiPS細胞を用いた心臓病の研究を目的とし、京都大学iPS細胞研究所のスタッフと協力して研究を行っています。

ヒトiPS細胞（induced pluripotent stem cell：人工多能性幹細胞、図１左）は、ヒトの皮膚より採取した線維芽細胞に4種類の遺伝子を導入することで誘導されるES細胞に似た神経や筋肉、骨などのあらゆる細胞に変わることのできる細胞で、2007年、山中伸弥教授（現、京都大学iPS細胞研究所 所長）によって初めて確立されました。iPS細胞は、ES細胞と異なり、受精卵から作製する必要がなくヒトの皮膚から作製できるので、患者自身の多能性幹細胞を安全な方法で作成できるようになり、様々な病気の病態解明、治療の新たなtoolになると期待されています。
本研究グループでは、ヒトiPS細胞由来心筋細胞（図１右）を用いて循環器分野における以下のような研究応用を目指しています。

疾患特異的ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた心臓病の病態解明

我々の研究対象である心臓は、患者から採取することは困難であり、ヒトの心筋細胞を用いた研究はほぼ不可能でした。そのため、現在までは培養細胞やモデル動物（マウス、ラット、イヌなど）を用いた研究が進められてきました。しかし、vitroとvivo、また異なる種間では生理的メカニズムが異なる場合が多く、培養細胞やモデル動物と実際のヒト心筋の間にはmissing linkが存在します（図２）。ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いることにより、患者の心筋（疾患特異的ヒトiPS細胞由来心筋細胞）を作り出すことができ、これを解析することにより、missing linkを解明することができると考えています。

この疾患特異的ヒトiPS細胞由来心筋細胞の応用には遺伝性心疾患が最も解析に適していると考えられ、手始めに以下のような遺伝性不整脈疾患を対象とします。対象疾患：QT延長症候群、Brugada症候群、家族性・若年性徐脈（家族性ペースメーカー植込み症例）、家族性・若年性心房細動、特発性心室頻拍・細動、不整脈源性右室心筋症等

当科不整脈グループでは、以前より家族性不整脈疾患の遺伝子解析を施行しており、多くの遺伝子異常を同定してきました。既に遺伝子異常の判明している症例では、現在までは、変異遺伝子を培養細胞に発現させた病態解析（vitroの解析）しかできませんでしたが、iPS細胞を用いることにより、実際の心筋細胞（iPS細胞由来）でより詳しい解析が可能になると期待されます。また、既知の遺伝子異常を認めない症例でも、iPS細胞由来心筋細胞の解析により、新たな原因遺伝子を発見する契機となります。

不整脈疾患患者のiPS細胞由来心筋細胞を用いることにより、抗不整脈薬の薬効評価、薬の催不整脈作用評価にも応用が期待されます。

患者検体からのヒトiPS細胞樹立、心筋への分化は、循環器内科出身、現、iPS細胞研究所 所属の吉田が中心に行っています。心筋分化後は、不整脈電気生理グループの牧山を中心に電気生理学的解析を行い、分子機序の解明を目指しています。

関連リンク

京都大学 iPS細胞研究所（CiRA）

iPS細胞研究所 初期化機構研究部門　吉田研究室