mesenchymal stem cells with antifibrotic effect prevent impairment of cardiac function after myocardial infarction

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09149
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 高橋 信也 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (70423382)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 歩 広島大学, 医系科学研究科(医), 共同研究講座教授 (40448262)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 抗炎症作用 / 心筋虚血 / 低酸素培養 / 無血性培地

Outline of Annual Research Achievements

マウス心筋梗塞モデルに対する骨髄由来MSC・脂肪由来MSCの治療効果の比較に関して、予備実験として、マウス心筋梗塞モデルの作成と心機能評価を行った。マウス心筋梗塞モデルは様々な文献にて示されているが、想定以上に作成が難しいことが判明した（成功率10－20％）。動物種をラットに変更すると、成功率は格段に上昇（40％～）。ラット前下行枝結紮モデルでの心機能の低下の評価が心エコーおよび、PVループを用いた評価を行った。ラット前下行枝が良好に結紮できたモデルにおいて、PVループは著明に変化しEFが低下していることが確認可能であり再現性がある。ラット心臓前下行枝モデルを用いて、前下行枝領域にMSC (1×106 cells) を投与した。骨髄由来MSC投与群、脂肪由来MSC投与群、PBS投与群およびshamの4群にて比較検討を行った。脂肪由来MSCが想定外に死亡率が高かった（死亡率80％）また、効果が低い印象があった。当院先行研究との比較検討から考えると、脂肪由来MSCの使用に係る血栓症の可能性がある。
骨髄由来MSC・脂肪由来MSCのアポトーシス抑制作用・抗炎症、抗線維化作用の比較に関して、骨髄由来のMSCに関して、抗炎症および抗線維化作用の検討を行った。無血性培地を用いて培養を行った。無血性培地を用いることにより、通常培養および低酸素培養にてTSG-6のmRNA発現が著明に増加することが示された。また、HGFの分泌は、無血性培地では十分とは言えなかったが、低酸素を併用することにより増加することが判明した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

モデル作成とモデルの長期生存率が想定以上に不良であり、幹細胞投与群も結果が得られない場合があること。

Strategy for Future Research Activity

まず、骨髄由来MSCの無血性培地、低酸素培養培養による心筋梗塞モデルに対する幹細胞移植の効果の検討を進めていく。同時に、ヒトでの臨床応用を考慮した脂肪細胞由来MSCによる同様の検討を、血栓症予防策を含めて進めていく。

Causes of Carryover

モデル作成の問題が大きく、幹細胞培養に関する支出が少なかったため。今年度の幹細胞培養に関する支出（無血性培地等）として使用する。