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。

在旨在心脏再生和修复的再生医学中，诱导多能干细胞（iPS细胞）作为一种有前途的细胞来源而备受期待。然而，该方法需要通过体细胞重编程来产生iPS细胞、诱导iPS细胞分化为心肌细胞、以及分离和纯化它们等步骤，从而导致成本和时间等问题。此外，目前的情况是，安全相关问题尚未得到解决。因此，我们假设，如果能够产生具有有限的分化潜力（可塑性）为心肌细胞的心脏干/祖细胞样细胞，它们可以成为一种有用且安全的细胞来源，可以直接用于心肌再生治疗。在这项研究中，我们的目标是利用基因操作技术从体细胞中产生心脏干/祖细胞样细胞。将培养的心肌细胞和成纤维细胞与心肌形成和分化所需的基因（Nkx2.5等）和心肌干细胞中高表达的基因（lslet-1、c-kit等）相结合，尝试创建心肌干/祖细胞类细胞，通过将基因引入到这些细胞中。结果，我们能够诱导心肌干/祖细胞样细胞，其能够有效分化为心肌细胞并部分分化为平滑肌和内皮细胞。由此认为，由体细胞产生心脏干/祖样细胞是可能的，这有望成为心脏再生和修复的新细胞来源。此外，本研究中产生干/祖细胞样细胞的技术概念可以应用于其他器官和组织的再生和修复，被认为对再生医学的发展做出了重大贡献。