バイオペースメーカー細胞の樹立と徐脈性不整脈の細胞治療

生物起搏细胞的建立及缓慢性心律失常的细胞治疗

基本信息

批准号：
15659183
负责人：
室原豊明
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

洞不全症候群や完全房室ブロックにおいては、恒久ペースメーカーが体内に植え込まれている。しかしながらペースメーカー本体が高価であり、電池交換を必要とするなど、医療経済的に問題点が多い。近年再生医工学・分子細胞生物学の発展に伴い、心筋・血管再生の研究がなされ成果が出ている。さらに今後は洞結節や房室結節などの自動能を持つ刺激伝導系と異なり、通常は自動能を持たない心室筋細胞も遺伝子治療により自動能を持ち、自律的に心臓を収縮させることが可能であることが報告されている。本研究では、(1)遺伝子導入による心室筋細胞からの洞結節様機能細胞の樹立、ならびに(2)自己骨髄間質細胞からの洞結節様機能細胞の樹立を試みる。本研究の目的は、心房筋や心室筋が自動能を持つようになるメカニズムに関して、遺伝子導入により引き起こされるイオンチャネル、ギャップジャンクション等の電気生理学的な変化を検討することである。さらに実験動物において、遺伝子導入による心筋の自動能発現が、徐脈性不整脈に対する治療法として有効か否かを検討することである。今回はラット新生児心筋細胞を行う。生後1日の新生児ラットより心室筋細胞をトリプシン処理にて単離する。細胞は10%ウシ胎児血清存在下のDMEMにて培養、および拡張(cell expansion)する。当初の予定では、dominant negative Kir2.1(dn-Kir2.1)センダイウイルス遺伝子ベクターを開発し、培養心筋細胞に遺伝子導入を試みる予定であったが、センダイウイルス遺伝子ベクターの安全性が定まらないこと、海外においてこのベクターの応用実績が無いこと、したがって臨床応用や産業化の目途が今のところ立たないことなどが明らかにされてきた。そこで我々は予定を変更し、アデノ随伴ウイルス(AAV)によるdn-Kir2.1遺伝子導入を試みている。dn-Kir2.1アデノ随伴ウイルスベクターは、名古屋大学環境医学研究所、李博士、タフツ大学聖エリザベス医療センターの相川助教授らとの共同研究で行っている。今年度は遺伝子ベクターの開発に予想以上に時間を要し、現在も作成段階にある。今後は作成した遺伝子導入心室筋細胞に対してパッチクランプ法を用い、洞結節型の脱分極反応を示すか否かを検討する。最終的には、これらの細胞移植により、人工ペースメーカーとしての機能を有するか否かについて検討する予定である。

在鼻窦功能不全综合征和完整的心房块中，永久性起搏器被植入体内。但是，起搏器本身是昂贵的，需要更换电池，并且有许多医学经济问题。近年来，随着再生医学工程和分子细胞生物学的发展，已经进行了对心肌和血管再生的研究，并实现了结果。此外，据报道，与具有自动功能（如鼻窦淋巴结和心室淋巴结）的刺激传导系统不同，通常没有自动功能的心室心肌细胞通过基因疗法具有自动功能，并且可以自动化的能力，并且可以自动地收缩心脏。在这项研究中，我们试图通过基因转移从心室肌细胞中建立鼻窦结状的功能细胞，（2）从自体骨髓基质细胞中建立鼻窦结节样官能细胞。这项研究的目的是检查电生理学变化，例如由基因转移引起的离子通道和间隙连接，与心房和心室肌肉自动化的机制有关。此外，我们将研究由于基因转移引起的心肌自动表达是否有效作为对实验动物心律不齐的心律不齐的治疗方法。这次，我们将进行大鼠新生儿心肌细胞。胰蛋白酶给出生后一天，从新生大鼠中分离出心室心肌细胞。在有10％胎牛血清的情况下，在DMEM中培养并扩展细胞。最初的计划是开发主要的负负KIR2.1（DN-KIR2.1）仙台病毒基因载体，并试图将基因转移到培养的心肌细胞中，但已经显示，仙台病毒基因载体的安全性是不确定的，该载体的应用程序没有任何应用程序，因此没有临床或工业化的预期。因此，我们改变了计划，并试图通过腺相关病毒（AAV）转移DN-KIR2.1基因。 DN-KIR2.1腺相关病毒载体正在与Nagoya大学环境医学研究所和塔夫茨大学圣伊丽莎白医学中心的助理Aikawa合作进行。今年，发展遗传媒介的时间比预期的要长，目前处于创建阶段。将来，我们将使用斑块夹具方法来确定是否会在创建的转基因心室心肌细胞上表现出鼻窦鼻型去极化反应。最终，我们将考虑这些细胞植入物是否可以充当人造起搏器。