幹細胞移植による心筋再生治療におけるメカニカルストレスの影響

幹細胞移植による心筋再生治療は重症心不全に対する新たな治療法として有望であるが、治療効果は必ずしも十分とはいえない。その一因として、心臓が絶えず拍動してために生じる物理的刺激(メカニカルストレス)が、心筋内に移植された幹細胞に影響を与えている可能性が考えられる。そこで、本研究ではメカニカルストレスが心筋幹細胞に及ぼす影響を検証した。心房より培養増殖した心筋幹細胞に対して伸展刺激(60回/分、^7120%の伸展率)を与え、メカニカルストレス群とした。伸展刺激を加えない対照群と比較して、メカニカルストレス群では細胞増殖(Ki-67陽性)が抑制され(P<0.01)、アポトーシス(TUNEL陽性)が増加していた(P<0.05)。また、炎症性サイトカイン(IL-6)や血管新生因子(VEGF、FGF)の産生が亢進していた(P<0.05)。さらに、メカニカルストレス群では幹細胞(c-kit陽性)が減少する(P<0.01)一方で、心筋細胞(Troponin-I陽性)(P=0.051)や平滑筋細胞(SMA陽性)(P<0.05)への分化が促進されていた。続いて、in vivoでの検討を行った。左前下行枝結紮により作製したマウス障害心を別のマウスの腹部に異所性移植し、メカニカルストレス軽減障害心モデルを作製した。このメカニカルストレス軽減障害心にGFP陽性マウス由来の心筋幹細胞を移植した。なお、メカニカルストレスを軽減しないものを対照とした。移植後3日目のGFP陽性細胞の生着はメカニカルストレスを減じた障害心において良好であった。以上の結果から、メカニカルストレスは心筋幹細胞に様々な影響を及ぼすことが示された。また、in vivoでの細胞生着に影響を及ぼすことも示された。本研究は、幹細胞治療のin vivoにおける複雑な治療メカニズムを解明する一つの基礎データになりうると考えられた。

幹細胞移植による心筋再生治療は重症心不全に対する新たな治療法として有望であるが、治療効果は必ずしも十分とはいえない。その一因として、心臓が絶えず拍動してために生じる物理的刺激(メカニカルストレス)が、心筋内に移植された幹細胞に影響を与えている可能性が考えられる。そこで、本研究ではメカニカルストレスが心筋幹細胞に及ぼす影響を検証した。心房より培養増殖した心筋幹細胞に対して伸展刺激(60回/分、^7120%の伸展率)を与え、メカニカルストレス群とした。伸展刺激を加えない対照群と比較して、メカニカルストレス群では細胞増殖(Ki-67陽性)が抑制され(P<0.01)、アポトーシス(TUNEL陽性)が増加していた(P<0.05)。また、炎症性サイトカイン(IL-6)や血管新生因子(VEGF、FGF)の産生が亢進していた(P<0.05)。さらに、メカニカルストレス群では幹細胞(c-kit陽性)が減少する(P<0.01)一方で、心筋細胞(Troponin-I陽性)(P=0.051)や平滑筋細胞(SMA陽性)(P<0.05)への分化が促進されていた。続いて、in vivoでの検討を行った。左前下行枝結紮により作製したマウス障害心を別のマウスの腹部に異所性移植し、メカニカルストレス軽減障害心モデルを作製した。このメカニカルストレス軽減障害心にGFP陽性マウス由来の心筋幹細胞を移植した。なお、メカニカルストレスを軽減しないものを対照とした。移植後3日目のGFP陽性細胞の生着はメカニカルストレスを減じた障害心において良好であった。以上の結果から、メカニカルストレスは心筋幹細胞に様々な影響を及ぼすことが示された。また、in vivoでの細胞生着に影響を及ぼすことも示された。本研究は、幹細胞治療のin vivoにおける複雑な治療メカニズムを解明する一つの基礎データになりうると考えられた。