心筋幹細胞の由来の同定と心筋再生治療への応用

心肌干细胞起源鉴定及其在心肌再生治疗中的应用

基本信息

批准号：
19659354
负责人：
濱野公一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659354/
关键词：
心筋幹細胞骨髄再生骨髓

项目摘要

近年、心臓内での心筋幹細胞の存在が明らかとなってきたが、心筋幹細胞に関する研究は十分とはいえない。心筋幹細胞の同定のためのマーカーもSca-1、CD117(c-kit)、Is1-1など確立したものはない。また、心筋幹細胞の量も単位心臓あたり数百個から全心臓細胞の数%までと大きな隔たりがある。さらに、心筋幹細胞の由来に関しても胚の中に心臓が発生した時点から心臓に長期間生存しているか否かといった点も不明である。このように、心筋幹細胞の性質、量、由来などの詳細は明らかとはいえず、さらなる検証が必要である。本年度の目標は、前年度に続き、組織学的に心筋幹細胞の存在を確かめ、その性質を明らかにすることである。C57BL/6マウス(メス)からドナー心を摘出し、GFP-TransgenicC57BL/6マウス(オス)の腹腔内に移植した。移植2、4、8、12週目にドナー心を摘出後、組織学的解析を行った。ドナー心に存在するレシピエント由来のGFP陽性細胞において、造血系マーカーであるCD45やCD34の発現は移植2週目で高く、その後、次第に減少していった。その一方で、移植4週後から、心筋特異的な転写因子であるGATA-4やNKx2.5の発現が認められ、移植12週目まで次第にそれらの発現は上昇していった。このことから、ドナー心に移動してきた骨髄由来幹細胞が、心筋前駆細胞へ変化したことが示唆された。さらに、ドナー心に存在するGFP陽性細胞の一部ではmyosin heavy chainやtroponin Tの発現が認められたことから、心筋細胞に分化したことが示唆された。また、FISH法にて、心筋細胞への分化が細胞融合でなく、大部分が分化転換によるものであることも明らかとなった。以上の結果から、骨髄細胞由来の幹細胞が心臓に移動した後に、心筋前駆細胞に変化し、最終的に心筋細胞に分化すると考えられた。

近年来，心脏内心肌干细胞的存在已逐渐明确，但对心肌干细胞的研究仍不足。目前尚无用于识别心脏干细胞的既定标记物，例如 Sca-1、CD117 (c-kit) 或 Is1-1。此外，心肌干细胞的数量差异很大，从每颗心脏的数百个到所有心脏细胞的百分之几不等。此外，关于心肌干细胞的起源，尚不清楚在胚胎心脏发育后它们是否会长期保留在心脏中。因此，心脏干细胞的性质、数量、来源等细节尚不清楚，有待进一步验证。延续去年，我们今年的目标是从组织学上证实心脏干细胞的存在并阐明其特性。从 C57BL/6 小鼠（雌性）中取出供体心脏，并腹膜内移植到 GFP 转基因 C57BL/6 小鼠（雄性）中。移植后2、4、8和12周取出供体心脏后，进行组织学分析。供体心脏中存在的受者源性 GFP 阳性细胞中造血标志物 CD45 和 CD34 的表达在移植第二周较高，然后逐渐下降。另一方面，从移植后4周开始观察到心肌特异性转录因子GATA-4和NKx2.5的表达，并且它们的表达逐渐增加，直到移植后12周。这表明迁移到供体心脏的骨髓干细胞转变为心肌祖细胞。此外，在供体心脏中存在的一些 GFP 阳性细胞中观察到肌球蛋白重链和肌钙蛋白 T 的表达，表明它们已分化为心肌细胞。此外，FISH方法显示心肌细胞的分化主要是由于转分化而不是细胞融合。由以上结果认为，骨髓细胞来源的干细胞迁移至心脏后，转变为心肌祖细胞，并最终分化为心肌细胞。