2019 Fiscal Year Annual Research Report
センダイウイルスベクターを用いた心筋リプログラミング法の開発と分子機構の解明
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18J21479
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
田村 文弥 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
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2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 心臓 / 再生 / リプログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞実験系においてマウス線維芽細胞を用いた検討により、心筋リプログラミング因子が組み込まれたセンダイウイルスベクター（SeV-GMT）の有効性を従来用いていたレトロウイルスベクターと比較し検証した。また、動物実験において、マウス心筋梗塞モデルにSeV-GMTを投与し、急性心不全における心筋リプログラミングの治療効果について検討を行った。 当該年度においては、心筋リプログラミングの促進、あるいは誘導効率の改善に寄与しうる分子メカニズムについて、センダイウイルスベクター以外の材料・因子を用いた研究成果を得ている。
ヒトでは傷害を受けた心臓において心筋細胞が増殖せず心機能の回復に至らないことが課題としてある。それに対しダイレクトリプログラミングによる心筋再生に加えて、心筋細胞の増殖を誘導する因子を検討したところ、ラット心筋細胞を用いたスクリーニングからTbx6を同定した。Tbx6をマウス心筋細胞に導入したところ、胎児期だけでなく成体期でも細胞サイクルに変化が見られ、心筋の増殖が確認された。
一方、動物実験により生体内で確認された誘導心筋細胞の成熟度に着目し、生体組織環境が持つ心筋リプログラミングに対する促進作用についても検討を行っている。生体組織に近い培養基材を検討したところ、一般的な培養で用いられるポリスチレン材上に比べ、より柔らかく生体組織と同等の硬さを持つハイドロゲル上で心筋リプログラミングにおける誘導効率が改善することが分かった。
以上の知見をもとに、センダイウイルスベクターを用いた心筋リプログラミングに対し、組み込む因子の最適化あるいは併用する化合物を検討することで、心筋リプログラミング因子と組み合わせた安全かつ簡便であり、効率的な心臓再生技術の確立を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度における研究課題の進捗について、心筋リプログラミングの効率を高め、さらに成熟した誘導心筋を得るための知見を主に得ている。これまでに心筋リプログラミング因子が組み込まれたセンダイウイルスベクター（SeV-GMT）の有効性および安全性を検討してきたが、これらの因子や基材、それに付随する分子メカニズムと組み合わせることで、さらなる改良を目指す。
一方、臨床応用の観点では、ヒトの因子を用いた検討が少なく、現時点での心筋誘導効率が実際に有効であるか不明である。今後の課題として取り組む必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本手法では、臨床応用を考慮した際の課題が残っている。具体的にはヒトへ投与する場合に因子配列・ベクターを最適化すること、センダイウイルスベクターによって誘起されうる免疫反応をいかにして軽減するか、などが考えられる。また、誘導心筋においても、その生理的機能の成熟度などが明らかになっていない部分がある。そこで、電気生理学的な検討を行い検証していく。
一方、遺伝子改変マウスを用いた慢性心不全モデルマウスの確立も進めており、慢性心不全に対する心筋リプログラミングによる治療効果を検証する予定である。
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