eLetter 2021年夏号

多能性幹細胞を用いた心臓病の解明と治療方法の開発
湯浅 慎介
慶應義塾大学医学部循環器内科

多能性幹細胞は古くから医学研究への応用が期待され化誘導することにより、生きたヒト心疾患心筋細胞をていた 。人工多能性幹（iPS）細胞が開発されるまでの無尽蔵に作ることが可能である。この病気のヒト心筋多能性幹細胞としては胚性幹（ES）細胞が主流であり、細胞と正常のヒト心筋細胞とを比較することによる病ES細胞を用いた循環器病研究を行うための基盤技術の開態解明や、同細胞を用いた薬剤開発が期待されてい発は十分ではなかった。そこで我々は多能性幹細胞からる。2010年に最初に報告された循環器疾患特異的iPS心筋細胞への分化誘導方法の開発や、心筋細胞分化の分細胞研究は、遺伝性QT延長症候群の表現型がiPS細胞に。2006年に京都大学山中由来する心筋細胞で再現されたものであった 10）。我々教授らによりマウスiPS細胞の樹立が報告され 5 ）、翌も、遺伝性不整脈疾患や心筋症などを中心に様々な疾2007年にはヒトiPS細胞の樹立が報告された 。ヒト患を対象として、疾患特異的iPS細胞を用いた病態解明

iPS細胞の登場により、基礎研究だけではなく、早期のと治療方法の開発研究を行ってきた11-16）。

1）

子機序の解明などを行った

2-4）

6）

臨床応用が可能ではないかと期待が高まり、世界中で爆発的にiPS細胞研究が進み始めた 7）。患者に由来する

機械学習は人工知能の研究課題の一つで、明示的にプ

iPS細胞を用いて心不全などを対象とした再生医療の開ログラムで指示せずに、コンピューターに学習させる技発に強い期待が寄せられていた。一方、遺伝性疾患を術のことである。近年、機械学習は性能と汎用性が劇的有する患者から樹立されたiPS細胞は患者遺伝情報を受に向上し、様々な問題が解決可能となってきた17）。iPSけ継いでおり、遺伝性疾患の疾患モデルの開発が可能細胞を効率的に用いるには未だ問題点が残されている。

ではないかと期待された。また当初、iPS細胞は皮膚線iPS細胞は作製した細胞株ごとに性質が異なり、目的と維芽細胞から樹立されていたが、皮膚線維芽細胞を得する細胞への分化誘導効率も大きく異なる 18）。さらにるためには侵襲的な処置が必要であり、より侵襲性の同一の細胞株であっても分化誘導するたびに分化誘導低い手法の開発が望まれていた。そこで我々はヒト末効率は異なる。多能性幹細胞は、様々な細胞に分化誘。これら導することが可能であり広い応用範囲があるが、単一基盤技術の開発を通して、世界中で多能性幹細胞を用の細胞集団のみを分化誘導することは困難で、目的細いた心臓病の解明と治療方法の開発が盛んに行われる胞を分化誘導した際には様々な細胞の中に目的の細胞ようになった。

が存在する。再生医療や創薬研究へ用いる際には均質梢血からiPS細胞を樹立する方法を開発した

8-9）で良質な分化細胞を得る必要があり、常に何らかの方疾患特異的iPS細胞研究は、遺伝性疾患を有する患者法で分化細胞が適切に誘導されていることを確認するに由来するiPS細胞を用いた研究である。樹立されたiPS必要がある。我々は機械学習を用いて、iPS細胞に由来細胞は、疾患の原因遺伝子の他に様々な多型等も受けする血管内皮細胞の自動判別法を開発した 1 9 ）。さら継いでおり、分化細胞は患者固有の表現型を受け継ぐに、細胞種ではなく細胞の状態の判定として、健康なことが予想される。遺伝性心臓疾患患者から体細胞の血管内皮細胞と病的な血管内細胞の自動判別法の開発供与を受けiPS細胞を樹立し、培養皿上で心筋細胞を分を行い、薬剤スクリーニング系の構築を行った20）。

1

日本心不全学会
これらの基盤技術を開発することにより、幅広い循

pluripotent

stemcell

環器研究を推し進め、未だ明らかになっていない難治性循環器疾患の病態解明を行い、革新的な治療法方法の開発を行っていきたい。

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2eLetter 2021年夏号
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