基礎研究

iPS細胞を用いた再生治療研究

心筋細胞の変性および消失が、心機能低下の最大の要因です。そこでiPS細胞から分化誘導した心筋細胞を補充することで、心機能の改善が期待されています。私たちは、ES/iPS細胞由来ペースメーカー型心筋細胞の移植による徐脈の治療、核医学イメージングによる移植したiPS細胞由来心筋細胞の長期追跡を報告してきました。有効な細胞移植治療を達成するために、細胞送達ルートや移植細胞の種類など改善すべき点が多く残されており、さらなる研究を進めています。

iPS細胞由来心筋細胞を用いた疾患モデル研究

心疾患患者の血液細胞あるいは線維芽細胞からiPS細胞を作製し、そのiPS細胞から分化誘導した心筋細胞や血管内皮細胞を用いた疾患モデル研究が行われています。私たちは、ヒトiPS細胞から左心室型心筋細胞と右心室型心筋細胞を別々に誘導する方法を発見しました。そこで、左心室機能に異常を来す疾患に加えて、右心室が優位に傷害されるBrugada症候群や肺動脈性肺高血圧症の細胞モデルにも挑戦しています。また、このように心筋細胞の種類を明確にすることは、疾患モデル研究の再現性の改善にもつながると考えています。

左心不全の病態解明と新規治療法の開発

左心不全は、機械的過負荷や虚血などの障害に対し、心臓が、収縮性、大きさ、代謝、電気生理学的特性、などを変化させる過程を経て発症します。私たちは心不全の病態解明のため、心不全患者の検体やモデル動物を用いて、生理学、生化学、遺伝学、システムバイオロジーなどに加えて、最新のシングルセル解析・OMICS解析技術を用いて研究に取り組んでいます。さらに、私たちの研究グループは研究で得られた知見を効果的でかつ副作用の少ない心不全治療薬の開発に結びつけることを目指しています。

右心不全の病態解析及び治療に関する研究

左心室の機能低下（左心不全）に対する治療法が確立され、慢性心不全患者の予後が改善しています。一方で、右心室の機能低下（右心不全）に対する確立された治療法はなく、常に治療に難渋します。私たちは、肺動脈縮窄による右心不全モデル動物を用いて、C3-Cfd-C3ar補体経路の右心不全病態への関与を報告いたしました。現在は、肺動脈縮窄に加えて、右心室の冷凍凝固による右心不全モデル動物、そして右心不全を呈する患者の右心室から採取した心筋生検サンプルを用いて、右心不全の病態解析および治療法の探索を行っています。

動脈疾患の病態機序解明と新規治療法の探求

血管は循環系において心臓と並ぶもう一つの主役です。動脈硬化や大動脈解離や大動脈瘤破裂は突然死につながる危険な病態です。しかしながら現代医学の目覚ましい進歩をもっても、その病態機序の理解と制御には未だ多くの課題が残されています。私たちはモデルマウスを用いて動脈疾患の発症メカニズムを研究し、それに基づいた斬新な治療法の開発に日々挑戦しています。科学的探究心にあふれ、未来につながる新しい血管治療の開発に興味のある方は是非一度、当研究室まで御連絡ください。

肺高血圧症由来肺動脈平滑筋細胞の特性解明と新規治療薬の探索

肺高血圧症は肺動脈平滑筋細胞の過増殖やアポトーシス抵抗性による血管リモデリングにより、肺動脈狭窄や閉塞をきたし肺動脈圧が上昇する重篤な疾患です。しかしながら、なぜ肺動脈平滑筋細胞がそのような特性をもっているかは十分解明されていません。
当院は肺移植認定施設であり、肺移植時に提供いただいた肺動脈平滑筋細胞を用いて、その特性解明や新規治療薬の探索を行っています。肺高血圧症の基礎研究に興味ある方は是非ご連絡ください。

不整脈疾患に関する基礎研究

単一の心筋細胞を対象としたパッチクランプから、ランゲンドルフ灌流心を用いた心臓の電気的活動・細胞内カルシウム変動を視覚化するoptical mappingまで、幅広い手法を用いて、様々な不整脈の病態解明をすべく研究を重ねています。また不整脈疾患と自律神経活動との関連についても研究を行っており、過去に報告されている基礎・臨床研究の知見から、現在は日常臨床での活用が容易な新しい自律神経活動の評価法について探索しています。またこれらの研究を基とした創薬、自律神経活動をターゲットとした新しい治療法の開発を目指しております。

老化メカニズムの解明と制御法の開発

人は時間の経過とともに必ず老化し、老化をコントロールすることは古くからの人類の夢であります。老化は心血管病や生存において最も強いリスク因子であり、老化を制御することにより心血管病の発症を抑制できるものと考えられております。近年の医学研究の進歩により、老化の発症に関わる分子機構が徐々にわかってきており、細胞老化により臓器の老化が発症し、臓器の老化により個体の老化につながると考えられております。様々な分子生物学的手法や、遺伝子操作を用いた動物実験(Klotho mouseなど)、ヒト臨床検体を用いた研究や人工知能を用いた研究を組み合わせて、老化制御機構の解明と治療方法の開発を目指してます。

ScRNA/SnRNAseq解析による循環器疾患の病態機序解明

疾患組織を用いた単一細胞レベルでの遺伝子発現の包括的な解析（ScRNA/SnRNAseq解析）により、病気特有の細胞集団や細胞間相互作用を詳細に把握できるようになりました。遺伝子治療の可能性が拡がる中、遺伝子発現データの解析を通じた医学研究のニーズは今後も益々増加することが予想されます。私たちは、この技術を利用して心臓や大動脈の疾患特異的な分子や細胞の特定を通じて、病態機序を解明するとともに、革新的な循環器疾患治療法の開発を目指し、日々研究を進めています。

AIを生かした基礎研究への挑戦

人工知能(AI)は近年の革新的な進歩により、汎用性が大きく高まり、様々な分野で社会実装されております。研究においても、網羅的遺伝子発現解析やゲノム解析などの分野では従来からAIが用いられてきました。今では、AIが扱える情報の種類は多岐にわたり、大量の情報も比較的短時間に処理できるようになり、高度な専門的な知識がなくても比較的簡単に用いることができます。今後の研究を進めるうえでAIを全く用いない研究は限られたものと想定されます。新しい技術や概念を応用することで、これまでに分からなかったことが分かり、これまでにできなかったことができるようになることは日常でも頻繁に経験することです。私たちは様々な研究課題においてAIを積極的に用いて、発展的な研究を展開していきます。

ゲノム編集・核酸を用いた革新的循環器疾患治療法の開発

遺伝学的検査と解析技術の進歩により、多くの心血管疾患の原因遺伝子やそのバリアントが特定されるようになりました。究極的な治療としてそれらの異常な遺伝子を修復する遺伝子治療の開発が望まれています。1990年に最初のヒト遺伝子治療が行われましたが、安全性や効果の問題で研究は停滞しました。しかし近年、核酸製剤やウイルスベクター、crispr cas9に代表されるゲノム編集技術の進展により、安全で効果的な遺伝子治療が普及し、治療対象も広がっています。特に循環器疾患では、動物実験で有望な結果が出ており、重症心不全などへの革新的な治療法として期待されています。我々はゲノム編集や核酸を用いて、循環器疾患の新しい治療法の提供を目指して日々研究を行っています。