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

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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。