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

通过基因操作从心肌细胞中产生心肌干细胞并应用于心肌再生治疗

• 批准号: 21659331
• 负责人: 濱野 公一
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21659331/
• 关键词: 心筋幹細胞; 心筋再生; iPS細胞; 前駆細胞

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。

Artificial pluripotent stem cells (iPS cells) are expected to be highly effective in regenerative medicine. In addition, it is necessary to establish a system of iPS cells, an induction system of differentiation of iPS cells, and a system of isolation and purification of iPS cells. Security related issues need to be addressed. The limited differentiation ability (plasticity) of cardiac muscle cells is available for cardiac muscle stem/anterior muscle cell production, and for cardiac muscle regeneration therapy. The aim of this study is to control the development of somatic cells, stem cells, and progenitor cells. Cultured cardiosphere-derived cells, line-derived cells, Nkx2.5, etc. essential for the formation and differentiation of cardiac muscle, and cardiac muscle stem cells developed high level Nkx2, c-kit, etc. As a result, the rate of differentiation of cardiac muscle cells was increased, and some smooth muscle cells were induced. The above mentioned, somatic cells and cardiac muscle stem/anterior muscle cells can be used to repair and regenerate the heart. The concept of stem/precursor cell manufacturing technology in this study is related to the possibility of using other organs and tissues for regeneration and repair, and the significance of contributing to the overall development of regenerative medicine.