Creation of innovative myocardial regeneration strategy with soft and highly dividing cardiomyocytes

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本研究では、低酸素下にある胎生期心筋の分裂を促進する三つの遺伝子[Fam64a, Novex-3, APC/C]を用いた成体心筋の再生を目指している。1. Fam64aFam64aを出生後長期にわたって心筋特異的に過剰発現するマウスでは、期待通り成体心筋の分裂は促進されたが、一方で心筋細胞の分化不全・脱分化による幼若化が起こり、心機能が悪化した。分子機構を検討したところ、Fam64aが糖質コルチコイド受容体と複合体を形成し、心筋分化を促進する転写因子Klf15を阻害することで幼若化を誘発していた。そこで、昨年度から新たな実験系として、心臓冷却傷害を施した成体マウスに対し、Fam64aの合成mRNAを傷害部近傍の心筋に局所的、且つ一過性に導入する系を検討してきた。本年度はその成果が得られ、上記のようにFam64aの発現を傷害部近傍のみに限局し、且つ、合成mRNAを用いることにより発現を短期間[2～3日]に限定することで、傷害後5週にわたり幼若化を起こすことなく心筋細胞周期の促進、心線維化の抑制、及び心機能の回復を実現できた。2. Novex-3Novex-3は筋サルコメアに局在する巨大蛋白コネクチンのshort isoformであるが、低酸素下の胎生期には心筋細胞のサルコメアだけでなく核にも局在し、核の柔軟性を増すことで心筋分裂を促進する。そこで、ゲノム編集によりNovex-3 KOマウスを作製し、本年度はその表現型を解析した。KOマウスでは胎生中期[妊娠13日目]において既に心筋細胞の分裂阻害が認められ、新生児期には心筋が肥大する傾向にあった。その後、加齢と共に心肥大が進行して心不全に陥り、生存率が低下した。分子機構を検討したところ、KOマウス心筋では、胎生期において核周囲での微小管の蓄積と核の硬化[弾性率の低下]が認められ、このことが分裂阻害と関連する可能性が示唆された。