心筋再生治療の実用化(細胞移植心における致死性不整脈発生機序の解明と予防)

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16590675
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 清水 敦哉 名古屋大学, 環境医学研究所, 助手 (50345914)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神谷 香一郎 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (50194973) ; 本荘 晴朗 名古屋大学, 環境医学研究所, 助教授 (70262912)
• Keywords: 骨格筋芽細胞 / 細胞移植 / 融合細胞 / 電気生理学的特性 / 不整脈

Research Abstract

骨格筋芽細胞が心筋へ移植された場合に致死性不整脈を起こすことは近年の多くの臨床研究から明らかとされている。しかしながら細胞移植に伴うこの不整脈出現のメカニズムは現在のところ明らかではない。このような背景を元に我々は細胞移植心における致死性不整脈発生機序の解明を目的として本検討を進めた。
先ず我々は移植対象細胞である骨格筋芽細胞に関し以下の電気生理学的特性をin vitroの系を用いて明らかとした。すなわち、1.骨格筋芽細胞は深い静止膜電位にあり、細胞同士が融合する直前に静止膜電位が上昇すること 2.筋管細胞に分化後は概ね-40mV程度の静止膜電位で安定すること 3.一部の筋管細胞では自発興奮を認めること 4.筋管細胞自体はGap Junctionを隣接細胞間で形成せず電気的に独立していることである。
次に我々は細胞移植により形成される"心筋細胞と骨格筋芽細胞の融合細胞"の電気生理学的特性をin vitroの系を用いて検討した。この結果、5.一部の融合細胞は周辺心筋細胞と同期した収縮を認めるおよび6.一部の融合細胞は心筋細胞同様の活動電位持続時間(APD)を認めることを確認した。なおこの際、不活化センダイウイルスが細胞の生存性に影響を与えず効率よく細胞融合を誘導することを、同時に明らかとした。
これらの結果に基づいて、筋芽細胞移植による致死性不整脈発生のメカニズムは以下の2種類に集約されると考えた。すなわち1-4よりa.筋芽細胞の移植によって興奮伝播上の障壁が新たに出現し、リエントリー等のメカニズムに基づいた不整脈が出現するそして5-6よりb.筋芽細胞が心筋細胞との細胞融合を介して周辺心筋細胞と電気的連関を獲得することにより、自動能やtriggered activityに基づいた不整脈が出現することが明らかになった。