新たに同定した心臓由来心筋前駆細胞のクローン化増殖、機能解析による心筋再生医療

• Project/Area Number: 16689017
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Circulatory organs internal medicine
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 王 英正 京都大学, 医学研究科, 助教授 (50372579)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥28,470,000 (Direct Cost: ¥21,900,000、Indirect Cost: ¥6,570,000); Fiscal Year 2005: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2004: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000)
• Keywords: 心筋前駆細胞 / クローン化 / Sca-1 / 心筋細胞分化 / 心筋細胞再生

Research Abstract

心臓由来の心筋前駆細胞の細胞機能解析として、平成16年度に引き続き、平成17年度一年間で以下の2つの課題を明らかにしてきました。
1)心臓由来のSca-1陽性細胞のクローン化とその多能性を明らかにすること。
平成16年度の報告のように、申請者らは心筋前駆細胞である心臓由来のSca-1陽性細胞を単一細胞より大量増幅させ、そのクローン化に成功した。各クローンはそれぞれ心筋細胞に分化できるポテンシャルが異なり、心筋細胞以外では血管平滑筋、内皮、グリア、脂肪、上皮細胞への多能性分化能についても確認しえた。
2)マウス生体内でのSca-1遺伝子の役割をSca-1欠損マウスへ心筋梗塞作成することで明らかにする。
平成16年度内にSca-1ノックダウンマウスの作成に成功した。ある一定の数まで動物を繁殖させた後、マウスの表現型の解析を開始した。Sca-1ノックダウンマウスは生後異常なく成長し、心臓にも異常が認められなかった。しかしながら、Sca-1ノックダウンマウスより精製純化した心筋幹細胞コロニーは増幅能を著しく傷害され、野生型の心筋幹細胞と比べ、長期培養は不可能であった。また、Sca-1ノックダウンマウス由来の心筋幹細胞は高い増幅能を持った細胞に特徴的なテロメラーゼ活性も著しく低下し、細胞周期調節因子であるp53の発現上昇を認めた。興味深いことに、Sca-1ノックダウンした心筋幹細胞をドナーとして用い、虚血心に細胞した場合、野生型の細胞移植と比べ、心筋細胞の再生能及び心機能改善効果は著しく障害を受けた。また、Sca-1ノックダウンマウスに心筋梗塞を作成すると、梗塞巣が繊維化領域の拡大により、野生型と比べ増加し、1ヶ月目までの虚血心マウスの生存は有意に低下した。これらのことより、Sca-1は心筋幹細胞を認識するだけでなく、心臓内心筋幹細胞の自己増幅能を制御する重要な因子であることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] 移植細胞ツールとしての心臓由来心筋幹細胞 (2005)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: Pharma Medica 23(10) Pages: 49-52
• [Journal Article] 心臓組織由来幹細胞研究の現状 (2005)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: 心臓 37(12) Pages: 999-1005
• [Journal Article] 心血管領域での再生医療の現状と展望 (2005)
  • Author(s): 王 英正, 立石健人, 野村哲矢, 松原弘明
  • Journal Title: 血管 28(3) Pages: 101-114
• [Journal Article] 心筋前駆細胞の発見による重症心不全への新たな細胞移植療法の到来 (2005)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: 臨床病理 53(1) Pages: 61-69
  • NAID: 10018039777
• [Journal Article] 心不全と再生医療 (2005)
  • Author(s): 王 英正, 高橋知三郎, 松原弘明
  • Journal Title: Heart View 9(2) Pages: 141-147
• [Journal Article] 心臓由来心筋幹細胞による心筋再生 (2004)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: 循環器科 56(4) Pages: 373-380
• [Journal Article] 心筋再生 (2004)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: Angiology Frontier 3(3) Pages: 55-61
• [Journal Article] Cardiac muscle plasticity in adult and embryo by heart-derived prog enitor cells. (2004)
  • Author(s): Oh H, Chi X et al.
  • Journal Title: Ann N Y Acad Sci. 1015 Pages: 182-189
• [Journal Article] 心臓内の幹細胞 (2004)
  • Author(s): 王 英正
  • Journal Title: 分子心血管病 5(3) Pages: 239-246
• [Patent(Industrial Property Rights)] 心臓組織由来の多能性幹細胞 (2005)
  • Inventor(s): 王 英正, 松原弘明
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Filing Date: 2005-03-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] 骨格筋由来の多能性幹細胞 (2005)
  • Inventor(s): 王 英正, 松原弘明
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Filing Date: 2005-07-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] 心臓組織由来の多能性幹細胞 (2005)
  • Inventor(s): 王 英正, 立石健人, 松原弘明
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Filing Date: 2005-03-04