ES細胞を用いた心筋幹/前駆細胞の同定と心筋分化再生への応用

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【目的】本研究は、心筋に分化する幹細胞または前駆細胞を予見的(prospective)に同定し、心筋分化機構の解析を行うとともに、心再生医療へ応用可能な新しい心筋分化誘導技術の開発を目的とする。すなわち、1)心筋分化能を有する幹/前駆細胞の単離同定。2)同定した細胞の維持培養、大量培養法の開発。3)同細胞からの効率的心筋分化誘導法の確立。4)心筋分化関連遺伝子の網羅的クローニング。5)誘導心筋細胞の移植による心筋再生療法への応用。6)得られた知見の体細胞への応用。以上により、心筋再生医療へ向けた心筋分化における幹細胞生物学と分化機構に関する基礎的知見の蓄積と新しい細胞培養技術の開発を行う。【結果】ES細胞由来Flk1陽性細胞から単一細胞レベルで心筋を分化誘導することが可能な新しい心筋分化誘導システムを構築し、心筋前駆細胞の予見的同定を行った。Flk1陽性細胞から心筋分化途上において、高い心筋分化能を有する心筋前駆細胞の同定に成功した(Yamashita et al.,論文改訂中)。同システムを用いて心筋分化における細胞レベルでの遺伝子プロファイルの検討を行っている。また、テトラサイクリン誘導性siRNA発現システムをES細胞に導入し、ES細胞分化途上における遺伝子機能解析システムの開発に成功した。すなわち、Flk1陽性細胞から内皮細胞への分化途上において内皮細胞マーカーVE-カドヘリン遺伝子発現を抑制し、VE-カドヘリン陰性内皮細胞の誘導に成功している(Hiraoka-Kanie et al.,投稿準備中)。同システムを用いて、同定心筋分化関連遺伝子の機能解析がES細胞分化系を用いて簡便に行うことが可能となった。【結語】新しい心筋分化誘導システムを用いて、心筋前駆細胞群の同定に成功した。さらに心筋分化遺伝子機能解析が可能な新たなシステムを構築した。