細胞分化による心不全の遺伝子治療

通过细胞分化治疗心力衰竭的基因疗法

• 批准号: 12136201
• 负责人: 小室 一成
• 金额: $ 91.14万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12136201/
• 关键词: 細胞融合; 心筋分化; 転写因子; 発生; 分化転換; CSX; P19CL6; Wnt; Midori; GATA4; MEF2; Cal; LIMタンパク; BMP; TAK1; Smad; Csx; Nkx2.5; P19CL6細胞; ATF-2; DNA chip; MEF2C

Wntは心臓の発生早期において重要な役割をはたしていると考えられているが、心筋分化の際にWntシグナルがどのように関与しているのかは十分明らかにされていない。そこで、本研究ではP19CL6細胞を用いて心筋分化におけるWntの役割を調べた。P19CL6細胞をDMSOで心筋細胞へ分化誘導させるとcanonical WntのメンバーであるWnt-3aとWnt-8が一過性に発現することが確認された。P19CL6細胞にWnt-3aだけを一過性に強制発現させても心筋特異的転写因子の発現が誘導され、拍動する心筋細胞への分化が認められた。しかしcanonical Wntのシグナルを持続的に刺激すると、心筋特異的転写因子の発現の増加は抑制され拍動する心筋細胞への分化はみられなくなった。これらの結果からWntシグナルは心筋分化に対し、発現の時期や持続時間によりpositiveにもnegativeにも作用している可能性が示唆された。今後は心筋分化においてWntシグナルに関連する分子を解明し、遺伝子導入により非心筋細胞を心筋細胞に分化誘導させるための方法を探索する。最近、成人幹細胞の可塑性の機序として分化転換(transdifferentiation)や細胞融合(cell fusion)の存在が報告されている。我々は心筋細胞が他のさまざまな体細胞と融合するのか、またその後の形質はどうなるのか検討した。心筋細胞を血管内皮細胞、心筋線維芽細胞、骨髄細胞、内皮前駆細胞と共培養した結果、それぞれ自発的に細胞融合し心筋細胞の形質を獲得した。内皮細胞や線維芽細胞で発現する蛋白質の発現量は減少することから、心筋細胞の形質が優位になることが示唆された。また融合した細胞は細胞周期に入ることが示された。これらの現象はin vivoのモデルでも確認された。これらの概念は心不全の細胞治療にも役立つと思われる。

尽管人们认为Wnt在早期心脏发展中起着重要作用，但尚不完全清楚Wnt信号如何与心肌差异有关。因此，在这项研究中，我们研究了Wnt使用p19cl6细胞在心肌分化中的作用。已经证实，通过DMSO，p19cl6细胞将p19cl6细胞分化为心肌细胞，瞬时WNT成员WNT-3A和WNT-8的瞬时表达。在P19CL6细胞中，单独的WNT-3A的瞬时强迫表达诱导心肌特异性转录因子的表达，并观察到分化为跳动心肌细胞的表达。然而，持续的刺激典型Wnt信号抑制了心肌特异性转录因子的表达增加，并且没有观察到分化为跳动心肌细胞的分化。这些结果表明，根据表达的时间和持续时间，Wnt信号可能对心肌分化产生正面和负面影响。将来，我们将探索与心肌分化中与Wnt信号相关的分子，以及通过基因转移将非心肌细胞分化为心肌细胞分化为心肌细胞的方法。最近，据报道，转分化和细胞融合的存在是成年干细胞中可塑性的机制。我们研究了心肌细胞是否与其他各种体细胞融合以及随后的特征发生了什么。心肌细胞与血管内皮细胞，心肌纤维细胞，骨髓细胞和内皮祖细胞共同培养，每个细胞自发融合以获得心肌细胞性状。内皮细胞和成纤维细胞中表达的蛋白质量减少，表明心肌细胞性状占主导地位。还显示融合细胞进入细胞周期。这些现象在体内模型中也得到了证实。这些概念似乎在心力衰竭的细胞疗法中也很有用。

项目成果

A novel LIM protein Cal promotes cardiac differentiation by association with CSX/NKX2-5.

• DOI: 10.1083/jcb.200309159
• 发表时间: 2004-02-02
• 期刊: The Journal of cell biology
• 作者: Akazawa H;Kudoh S;Mochizuki N;Takekoshi N;Takano H;Nagai T;Komuro I
• 通讯作者: Komuro I

Aikawa R: "Insulin prevents cardiocytes from oxidative stress-induced apoptosis through actication of P13 Kinase/Akt."Circulation. 102. 2873-9 (2000)

Aikawa R：“胰岛素通过 P13 激酶/Akt 的激活，防止心肌细胞氧化应激诱导的细胞凋亡。”循环。

Minamino T: "Role of telomore in endothelial dysfunction in atherosclerosis"Curr Opin Lipidol. 13. 537-543 (2002)

Minamino T：“端粒在动脉粥样硬化内皮功能障碍中的作用”Curr Opin Lipidol。

Funabashi: "Images in cardiovascular medicine. Myocardial fibrosis in fabry disease demonstrated by multislice computed tomography : comparison with biopsy findings."Circulation. 107. 2519-2520 (2003)

Funabashi：“心血管医学图像。多层计算机断层扫描证实法布里病中的心肌纤维化：与活检结果的比较。”循环。

Shimoyama M: "Calcineurin inhabitor attenuates the development and induces the regression of cardiac hypertrophy in rats with salt-sensitive hypertension."Circulation. 102. 1996-2004 (2000)

Shimoyama M：“钙调神经磷酸酶抑制剂可减弱盐敏感性高血压大鼠心脏肥大的发展并诱导其消退。”循环。