遺伝子操作による心筋細胞から心筋幹細胞の作成と心筋再生治療への応用

心臓の再生修復を目指す再生医療において、人工多能性幹細胞(iPS細胞)は有望な細胞ソースとして期待が高い。しかし、体細胞からのリプログラミングによるiPS細胞の作製、iPS細胞からの心筋細胞への分化誘導および分離純化といったステップが必要であり、コストや時間がかかるといった問題がある。また、安全性に関する問題も解決されていないのが現状である。そこで、我々は、心筋細胞への限定的な分化能(可塑性)を有する心筋幹/前駆様細胞を作製できれば、そのまま心筋再生治療に利用できる有用かつ安全な細胞ソースになるのではないかと仮説を立てた。本研究においては、遺伝子操作技術によって、体細胞から心筋幹/前駆様細胞を作製することを目的とした。心臓由来の培養cardiosphere-derived cellsや線維芽細胞に、心筋の形成や分化に必要な遺伝子(Nkx2.5 etc)や心筋幹細胞で発現が高い遺伝子(lslet-1、c-kit etc)などを組み合わせて遺伝子導入することで、心筋幹/前駆様細胞の作製を試みた。その結果、効率的に心筋細胞へ分化でき、一部が平滑筋と内皮細胞へ分化するといった心筋幹/前駆様細胞を誘導することができた。以上から、体細胞からの心筋幹/前駆様細胞の作製が可能と考えられ、心臓の再生修復における新たな細胞ソースとして期待される。また、本研究での幹/前駆様細胞の作製技術の概念は、他の臓器・組織の再生修復にも応用可能であり、再生医療全般の発展に貢献できる意義深いものと考えられる。

心臓の再生修復を目指す再生医療において、人工多能性幹細胞(iPS細胞)は有望な細胞ソースとして期待が高い。しかし、体細胞からのリプログラミングによるiPS細胞の作製、iPS細胞からの心筋細胞への分化誘導および分離純化といったステップが必要であり、コストや時間がかかるといった問題がある。また、安全性に関する問題も解決されていないのが現状である。そこで、我々は、心筋細胞への限定的な分化能(可塑性)を有する心筋幹/前駆様細胞を作製できれば、そのまま心筋再生治療に利用できる有用かつ安全な細胞ソースになるのではないかと仮説を立てた。本研究においては、遺伝子操作技術によって、体細胞から心筋幹/前駆様細胞を作製することを目的とした。心臓由来の培養cardiosphere-derived cellsや線維芽細胞に、心筋の形成や分化に必要な遺伝子(Nkx2.5 etc)や心筋幹細胞で発現が高い遺伝子(lslet-1、c-kit etc)などを組み合わせて遺伝子導入することで、心筋幹/前駆様細胞の作製を試みた。その結果、効率的に心筋細胞へ分化でき、一部が平滑筋と内皮細胞へ分化するといった心筋幹/前駆様細胞を誘導することができた。以上から、体細胞からの心筋幹/前駆様細胞の作製が可能と考えられ、心臓の再生修復における新たな細胞ソースとして期待される。また、本研究での幹/前駆様細胞の作製技術の概念は、他の臓器・組織の再生修復にも応用可能であり、再生医療全般の発展に貢献できる意義深いものと考えられる。