hiPSC Derived Mesenchymal stem cells Tissue Enhance Therapeutic Effects of Cardiomyocytes and MSC Tissue Transplantation in Myocardial Infarction Model

重度心不全の治療法として、ヒト多能性幹細胞由来の心筋細胞(hiPSC-CMs)の移植による心機能回復が期待されている。われわれは独自に開発した3D足場デバイスを利用し、生体内の心筋構造を模倣することによって、配向かつ多層化構造を持つ心筋組織の構築に成功した。この心筋組織を用いて小・大動物の心筋梗塞モデルへ移植した結果、心機能の回復効果が認められた。最近、これまでの3D足場デバイスを改善することにより、厚み1mm以上の心筋組織を作成することに成功した。同時に回転培養システムを導入した結果、重厚心筋組織の栄養提供の問題についても大幅に解決した。しかしながら、この重厚心筋組織を用いて心筋梗塞モデルラットに移植する際、免疫不全動物の使用並びに免疫抑制剤を投与しても、免疫拒否反応が起こしてしまい、移植された心筋細胞が攻撃され、組織は半分しか残存していないことが明らかとなった。一方、間葉系幹細胞(MSCs)は炎症、免疫拒否反応を抑制する役割と血管新生を促進機能を持つことが解明され続いている。本研究課題は移植された重厚心筋組織を自己免疫系の細胞からの攻撃回避、そして血管新生促進する目的で、MSCsの機能を生かして、工学的な手段と融合し、ヒトiPSCs由来心筋-間葉系細胞を含んだ複合体組織を構築することを目的とする。最終的には、組織工学技術を駆使した複合体高機能化心筋組織を構築し、免疫抑制剤使用せず、細胞治療の開発を目指す。本研究課題において、まずわれわれは心筋指向性があるhiPSCs細胞を選別した。候補になるiPS細胞株を使って、心筋細胞を分化誘導した結果、効率がよく、質が高い心筋細胞を得ることができた。さらにわれわれはhiPSC由来間葉系幹細胞の代わりに、脂肪由来間葉系幹細胞を用いて、ファイバー上で播種して、組織構築を行った。その結果、脂肪由来間葉系幹細胞組織から分泌された細胞外質は非常に豊富であることが明らかになった。

重度心不全の治療法として、ヒト多能性幹細胞由来の心筋細胞(hiPSC-CMs)の移植による心機能回復が期待されている。われわれは独自に開発した3D足場デバイスを利用し、生体内の心筋構造を模倣することによって、配向かつ多層化構造を持つ心筋組織の構築に成功した。この心筋組織を用いて小・大動物の心筋梗塞モデルへ移植した結果、心機能の回復効果が認められた。最近、これまでの3D足場デバイスを改善することにより、厚み1mm以上の心筋組織を作成することに成功した。同時に回転培養システムを導入した結果、重厚心筋組織の栄養提供の問題についても大幅に解決した。しかしながら、この重厚心筋組織を用いて心筋梗塞モデルラットに移植する際、免疫不全動物の使用並びに免疫抑制剤を投与しても、免疫拒否反応が起こしてしまい、移植された心筋細胞が攻撃され、組織は半分しか残存していないことが明らかとなった。一方、間葉系幹細胞(MSCs)は炎症、免疫拒否反応を抑制する役割と血管新生を促進機能を持つことが解明され続いている。本研究課題は移植された重厚心筋組織を自己免疫系の細胞からの攻撃回避、そして血管新生促進する目的で、MSCsの機能を生かして、工学的な手段と融合し、ヒトiPSCs由来心筋-間葉系細胞を含んだ複合体組織を構築することを目的とする。最終的には、組織工学技術を駆使した複合体高機能化心筋組織を構築し、免疫抑制剤使用せず、細胞治療の開発を目指す。本研究課題において、まずわれわれは心筋指向性があるhiPSCs細胞を選別した。候補になるiPS細胞株を使って、心筋細胞を分化誘導した結果、効率がよく、質が高い心筋細胞を得ることができた。さらにわれわれはhiPSC由来間葉系幹細胞の代わりに、脂肪由来間葉系幹細胞を用いて、ファイバー上で播種して、組織構築を行った。その結果、脂肪由来間葉系幹細胞組織から分泌された細胞外質は非常に豊富であることが明らかになった。