幹細胞に基づく心臓再生医療のための3次元エラストマー足場材料の研究

近年の死亡原因の中で依然として心疾患の割合が高い。ドナー不足により移植医療がうまき機能しない現状で、再生医療への期待が高まっている。本研究では、多孔性足場材料と成体幹細胞を組み合わせた心臓の血管新生を可能にするための基礎的な研究を遂行した。具体的には、血管化心臓組織の形成を達成するために、2つの成体幹細胞(間葉系および心臓常在前駆細胞)の分化および心臓組織再生のための培養条件を検討した。間葉系細胞については、VEGF(血管内皮細胞増殖因子)で刺激すると、効率的な血管形成が、血管細胞接着分子との相互作用とvon Willebrand因子の発現によって確認された。また、心臓常在前駆細胞については、心臓特異的タンパク質であるαアクチニン(アクチン繊維に結合するタンパク質)とトロポニン(心筋の調節タンパク質)の発現を確認した。動的な培養(培地の連続的なフロー)は、ある厚みのある組織を人工的に作成する場合の内層還流を向上させる為に利用される。そこで共培養足場を含有する培養チャンバーに新鮮な分化培地を、ポンプを用いて連続的に供給するバイオリアクターを用いて動的培養の可能性を検討した。その結果、7日間の培養後、連続灌流法によってマトリックスの内部に前駆細胞のから分化した血管内皮細胞が足場材料の中に分岐構造を有しながら形成されていることが確認された。また、心筋細胞が固体組織を形成していることも確認された。以上より、バイオリアクターを用いることにより、心臓の組織と血管を同時に再生させることができると示唆された。

近年の死亡原因の中で依然として心疾患の割合が高い。ドナー不足により移植医療がうまき機能しない現状で、再生医療への期待が高まっている。本研究では、多孔性足場材料と成体幹細胞を組み合わせた心臓の血管新生を可能にするための基礎的な研究を遂行した。具体的には、血管化心臓組織の形成を達成するために、2つの成体幹細胞(間葉系および心臓常在前駆細胞)の分化および心臓組織再生のための培養条件を検討した。間葉系細胞については、VEGF(血管内皮細胞増殖因子)で刺激すると、効率的な血管形成が、血管細胞接着分子との相互作用とvon Willebrand因子の発現によって確認された。また、心臓常在前駆細胞については、心臓特異的タンパク質であるαアクチニン(アクチン繊維に結合するタンパク質)とトロポニン(心筋の調節タンパク質)の発現を確認した。動的な培養(培地の連続的なフロー)は、ある厚みのある組織を人工的に作成する場合の内層還流を向上させる為に利用される。そこで共培養足場を含有する培養チャンバーに新鮮な分化培地を、ポンプを用いて連続的に供給するバイオリアクターを用いて動的培養の可能性を検討した。その結果、7日間の培養後、連続灌流法によってマトリックスの内部に前駆細胞のから分化した血管内皮細胞が足場材料の中に分岐構造を有しながら形成されていることが確認された。また、心筋細胞が固体組織を形成していることも確認された。以上より、バイオリアクターを用いることにより、心臓の組織と血管を同時に再生させることができると示唆された。