心筋幹細胞の由来の同定と心筋再生治療への応用

心肌干细胞起源鉴定及其在心肌再生治疗中的应用

基本信息

批准号：
19659354
负责人：
濱野公一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659354/
关键词：
心筋幹細胞骨髄再生骨髓

项目摘要

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。

近年来，心脏内部的心肌干细胞的存在变得显而易见，但是对心肌干细胞的研究还不够。尚未确定鉴定心肌干细胞的标记，例如SCA-1，CD117（C-KIT）或IS1-1。心肌细胞的量也不同于每单位心脏的几百个，而心脏总细胞的数％也不同。此外，尚不清楚心肌干细胞的起源是否是从胚胎中心脏发展到长期生存的时间。因此，无法清楚地说明诸如心肌干细胞的性质，数量和起源之类的细节，需要进一步验证。今年的目标是从组织学上确定心肌干细胞的存在，并在上一年之后阐明其特性。从C57BL/6小鼠（雌性）中去除供体心脏，并在GFP-TransgenICC57BL/6小鼠（雄性）中植入腹膜内。在第2、4、8和12周去除供体心脏，并进行组织学分析。在供体心脏中发现的受体的GFP阳性细胞中，在植入的第二周，造血标志物CD45和CD34的表达增加，然后逐渐减少。另一方面，心肌特异性转录因子GATA-4和NKX2.5的表达是从植入后4周开始观察到的，并且它们的表达在植入后12周逐渐增加。这表明迁移到供体心脏的骨髓衍生的干细胞已转化为心肌祖细胞。此外，供体心脏中存在的一些GFP阳性细胞显示肌球蛋白重链和肌钙蛋白T的表达，表明它们分化为心肌细胞。此外，通过鱼方法揭示了分化为心肌细胞的，主要是由于转分化而不是细胞融合。基于上述结果，人们认为源自骨髓细胞的干细胞迁移到心脏，然后转化为心肌祖细胞，并最终区分为心肌细胞。