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。

在旨在再生和修复心脏的再生医学中，高度预期引起的多能干细胞（IPS细胞）是有前途的细胞来源。但是，诸如通过从体细胞重新编程的IPS细胞产生的步骤，将IPS细胞分化为心肌细胞并净化它们，从而导致成本和时间消耗等问题。此外，目前尚未解决安全问题。因此，我们假设，如果我们可以在心肌细胞中产生具有有限分化潜力（可塑性）的心肌/祖细胞，它将成为一种有用且安全的细胞来源，可直接用于心肌再生治疗。在这项研究中，目的是使用基因工程技术从体细胞中产生心肌/祖细胞。我们试图通过将培养的心圈衍生细胞和成纤维细胞与心肌形成和分化（NKX2.5等）以及在心肌干细胞（LSLET-1，C-KIT等）中高度表达的基因相结合（LSLE-1，C-K-KIT等）中所需的基因来创建心肌/祖细胞。结果，有可能有效地分化为心肌细胞，并诱导心肌/祖细胞，例如部分区分为平滑肌和内皮细胞。从上面可以看出，可以从体细胞中产生心肌/祖细胞，并且预计将是心脏再生和修复的新细胞来源。此外，本研究中的茎/祖细胞生产技术的概念可以应用于其他器官和组织的再生和修复，被认为对一般的再生医学的发展有意义。