心筋幹細胞の由来の同定と心筋再生治療への応用

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近年、心臓内での心筋幹細胞の存在が明らかとなってきたが、心筋幹細胞に関する研究は十分とはいえない。心筋幹細胞の同定のためのマーカーもSca-1、CD117(c-kit)、Is1-1など確立したものはない。また、心筋幹細胞の量も単位心臓あたり数百個から全心臓細胞の数%までと大きな隔たりがある。さらに、心筋幹細胞の由来に関しても胚の中に心臓が発生した時点から心臓に長期間生存しているか否かといった点も不明である。このように、心筋幹細胞の性質、量、由来などの詳細は明らかとはいえず、さらなる検証が必要である。本年度の目標は、前年度に続き、組織学的に心筋幹細胞の存在を確かめ、その性質を明らかにすることである。C57BL/6マウス(メス)からドナー心を摘出し、GFP-TransgenicC57BL/6マウス(オス)の腹腔内に移植した。移植2、4、8、12週目にドナー心を摘出後、組織学的解析を行った。ドナー心に存在するレシピエント由来のGFP陽性細胞において、造血系マーカーであるCD45やCD34の発現は移植2週目で高く、その後、次第に減少していった。その一方で、移植4週後から、心筋特異的な転写因子であるGATA-4やNKx2.5の発現が認められ、移植12週目まで次第にそれらの発現は上昇していった。このことから、ドナー心に移動してきた骨髄由来幹細胞が、心筋前駆細胞へ変化したことが示唆された。さらに、ドナー心に存在するGFP陽性細胞の一部ではmyosin heavy chainやtroponin Tの発現が認められたことから、心筋細胞に分化したことが示唆された。また、FISH法にて、心筋細胞への分化が細胞融合でなく、大部分が分化転換によるものであることも明らかとなった。以上の結果から、骨髄細胞由来の幹細胞が心臓に移動した後に、心筋前駆細胞に変化し、最終的に心筋細胞に分化すると考えられた。