骨髄由来幹細胞移植による心筋梗塞・心不全の新たな治療法開発に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370216
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 北畠 顕 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00124769)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三神 大世 北海道大学, 医学部, 助教授 (90250456) ; 澤田 賢一 秋田大学, 大学院・医学研究科, 教授 (90226069) ; 上出 利光 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (00160185) ; 岡本 洋 北海道大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (50260394)
• Keywords: 骨髄由来幹細胞 / 細胞移植 / 心不全 / 血管新生 / 心筋再生 / 免疫学的拒絶 / T細胞 / オステオポンチン

Research Abstract

本研究では、臨床応用を前提に治療効果が得られる細胞数の確保を考え、ヒト由来"CD34陽性"或いは"CD34陰性細胞"を出発点とし、心筋再生のための骨髄由来細胞の効率的な導入システム開発、すなわち、心臓特異的幹細胞の純化とその評価システムの確立を目的とした。平成14年度、幹細胞の純化と心筋局所での発現解析を行うため、GEPレポーターシステム、LacZによるマーキングとin situハイブリダイゼーション法の確立により導入細胞の評価システムを構築した。また、通常の実験系はヌード・マウスを使用する事で、免疫学的拒絶は解除できるが、幹細胞導入の臨床応用を考える上でGVHDが問題となると考えられた。そこで、T細胞活性化補助シグナルの遮断によるブタ心筋ミオシンを7週齢のルイスラットに皮下注射して作成した実験的自己免疫性心筋炎の治療効果を検討した。その結果、T細胞活性化に必要な第二シグナルであるCTLA4IgおよびICOSによって、抗原特異的な細胞性免疫を抑制することを明らかにした。従来の我々を含めた心筋リモデリングに関する研究結果から、長期的に安定した組織構築維持を計るためには心筋細胞、保持細胞、微小血管いずれの要素も必須であることが示されている。平成15年度の検討では、さらに、接着分子であるオステオポンチンがなければ保持細胞や微小血管構築による心筋リモデリングの過程が不完全になることを示した。すなわち、アンジオテンシンIIや引き続くアルドステロンによる線維化過程では、接着分子であり、かつ、炎症性サイトカインの一種オステオポンチンが活性化されること、オステオポンチンは、コラーゲン遺伝子を活性化し、一方では線維化を促し、他方では、微小血管構築に関与すること、オステオポンチンKOマウスでは、線維化が抑制されることを明らかにした。同様の現象はアンジオテンシンIIの2型受容体欠損マウスでも観察され、心筋梗塞モデルを作成した際に、心筋リモデリング過程、ことに、オステオポンチンの転写調節因子ets-1の過剰発現を引き起こし、MMP-2の活性化を介し、コラーゲン分解を促進し、脆弱な組織構築となることを確認した。したがって、単純に心筋細胞や血管内皮前駆細胞による心筋リモデリング抑制では不十分で、オステオポンチン発現抑制やアンジオテンシンII2型受容体発現亢進を同時に進めなければ心筋再生の適正化は困難であることが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] Matsui Y, Okamoto H, Kitabatake A, Uede T.: "Adenovirus-mediated gene transfer of ICOSIg fusion protein ameliorates ongoing experimental autoimmune myocarditis"Human Gene Therapy. 14. 521-532 (2003)
• [Publications] Shimizu T, Okamoto H, Mikami T, Kitabatake A et al.: "Impaired VEGF-mediated Angiogenesis by Angiotensin type 1 Receptor Blockade Impaired in Cardiomyopathic Hamster Hearts"Cardiovasc Res. 58(1). 203-212 (2003)
• [Publications] Shimizu T, Okamoto H, Mikami T, Kitabatake A et al.: "Altered Microvasculature is Involved in Remodeling Process in cardiomyopathic Hamsters"Jpn Heart J. 44. 111-126 (2003)
• [Publications] Matsui Y, Nan Jia, Okamoto H, Kitabatake A et al.: "Osteopontin is Essential for Cardiac Fibrosis and Remodeling in Angiotensin II-Induced Cardiac Hypertrophy"Hypertension. (In Press). (2004)