ヒトES細胞を用いた生活習慣病血管合併症に対する新規血管再生医療の開発

我々は、これまでに、マウス、サル、ヒトES細胞から血管前駆細胞を同定することに成功し、血管内皮細胞および平滑筋細胞を分化誘導することに成功した。さらに、ヒトES由来血管内皮細胞および平滑筋細胞をヌードマウス大腿動脈結紮下肢虚血モデルへ経動脈的に移植を行ったところ、内皮細胞移植群・平滑筋細胞移植群・両者移植群において対照群(生理食塩水のみ)および末梢血由来内皮前駆細胞(EPC)移植群に比べレーザードップラー血流計にて有意な血流回復増加を認め、免疫染色にてcapillary densityの増加を認めた。また、ヒトES細胞由来血管内皮細胞単独移植群に比べ、ヒトES細胞由来血管内皮および平滑筋細胞両者移植群では、より血管径の大きな新生血管が構築され、血流回復の長期効果も有意に高かった。それらの結果をもとに、さらにマウス脳梗塞モデルにおける移植治療の効果を検討した。マウス中大脳動脈の一過性阻血により脳梗塞を作成し、経動脈的にヒトES細胞由来血管内皮および平滑筋細胞両者移植を行ったところ、血管構成細胞投与群において、対照群と比べ、レーザードップラー法にて有意な虚血域の脳血流増加を、免疫染色にて梗塞内血管密度の増加を認め、さらに免疫染色にて梗塞域の縮小およびrota-rod法にて運動神経機能の改善を認めた。これらの結果より、ヒトES細胞由来血管構成細胞は、脳虚血組織において、血管再生とそれに伴う神経機能改善の有力な材料となりうる可能性が示され、複数の実験動物虚血モデルにてヒトES細胞由来血管内皮細胞および平滑筋細胞の血管再生治療の細胞材料としての有用性が示唆された。また、我々は、ヒトES細胞から成熟した血管構成細胞に至る発生・分化メカニズムを解明するため、ヒトES細胞セルラインHES3、KhES-1、ヒトES細胞由来血管前駆細胞、ヒトES細胞由来血管内皮細胞、ヒトES細胞血管平滑筋細胞についてRNAを回収し、Affymetrix社のマイクロアレイにて血管発生分化に関わる遺伝子発現を網羅的に解析しデーターベースを作製した。

我々は、これまでに、マウス、サル、ヒトES細胞から血管前駆細胞を同定することに成功し、血管内皮細胞および平滑筋細胞を分化誘導することに成功した。さらに、ヒトES由来血管内皮細胞および平滑筋細胞をヌードマウス大腿動脈結紮下肢虚血モデルへ経動脈的に移植を行ったところ、内皮細胞移植群・平滑筋細胞移植群・両者移植群において対照群(生理食塩水のみ)および末梢血由来内皮前駆細胞(EPC)移植群に比べレーザードップラー血流計にて有意な血流回復増加を認め、免疫染色にてcapillary densityの増加を認めた。また、ヒトES細胞由来血管内皮細胞単独移植群に比べ、ヒトES細胞由来血管内皮および平滑筋細胞両者移植群では、より血管径の大きな新生血管が構築され、血流回復の長期効果も有意に高かった。それらの結果をもとに、さらにマウス脳梗塞モデルにおける移植治療の効果を検討した。マウス中大脳動脈の一過性阻血により脳梗塞を作成し、経動脈的にヒトES細胞由来血管内皮および平滑筋細胞両者移植を行ったところ、血管構成細胞投与群において、対照群と比べ、レーザードップラー法にて有意な虚血域の脳血流増加を、免疫染色にて梗塞内血管密度の増加を認め、さらに免疫染色にて梗塞域の縮小およびrota-rod法にて運動神経機能の改善を認めた。これらの結果より、ヒトES細胞由来血管構成細胞は、脳虚血組織において、血管再生とそれに伴う神経機能改善の有力な材料となりうる可能性が示され、複数の実験動物虚血モデルにてヒトES細胞由来血管内皮細胞および平滑筋細胞の血管再生治療の細胞材料としての有用性が示唆された。また、我々は、ヒトES細胞から成熟した血管構成細胞に至る発生・分化メカニズムを解明するため、ヒトES細胞セルラインHES3、KhES-1、ヒトES細胞由来血管前駆細胞、ヒトES細胞由来血管内皮細胞、ヒトES細胞血管平滑筋細胞についてRNAを回収し、Affymetrix社のマイクロアレイにて血管発生分化に関わる遺伝子発現を網羅的に解析しデーターベースを作製した。