磁性ナノ微粒子を用いた細胞シート移植による虚血性心疾患に対する治療効果の検討

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25860595
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 石井 正和 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (00456683)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 再生医療 / 脂肪由来幹細胞 / 細胞シート / 心筋梗塞 / 血管新生

Outline of Annual Research Achievements

我々は、マグネタイト（Fe3O4）をリポソームで包埋した磁性ナノ微粒子（Magnetic Cationic Liposome:MCL）と磁場を用いた三次元細胞シート技術（Mag-TE）と細胞外マトリックス（ECM）を組み合わせた新規細胞シート作成法の開発を行い、本細胞シート作成技術を用いて、脂肪由来幹細胞（adipose derived regenerative cells: ADRC）シートを作成し、マウス心筋梗塞モデルへ移植を行い、心機能の改善効果を検討した。
Mag-TE法とECMを組み合わせたADRCシートは約300μm(10～15層)の厚みを有し、ECMを包埋することによって、従来の細胞シートよりも強固で、移植操作性の向上した細胞シートの作成に成功した。マウス心筋梗塞モデルへ移植したADRCシートは、移植２週間後においてもホスト心筋への生着が確認され、コントロール群に比べ有意な梗塞サイズの縮小、線維化の抑制が認められた。また、ADRCシート移植群においては有意な心機能改善効果が認められ、虚血心筋内の毛細血管密度の増加、アポトーシス細胞の減少が確認された。また虚血心筋内において血管新生因子であるVEGF、bFGF遺伝子発現の増加が認められた。一方で、移植されたADRCシートの血管、心筋への分化は確認できなかった。
以上の結果から、ADRCシート移植は虚血心筋内への血管新生を誘導することにより、心筋リモデリングを抑制することが示唆された。本研究により、Mag-TE法と細胞外マトリックス(ECM)を組み合わせた細胞シート作成法によって作成されたADRCシート移植は虚血性心疾患に対する新規の治療法となり得ることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] IRAP Deficiency Attenuates Diet-induced Obesity in Mice Through Increased Energy Expenditure. (2015)
  • Author(s): 33.Niwa M, Numaguchi Y, Ishii M, Kuwahata T, Kondo M, Shibata R, Miyata K, Oike Y, Murohara T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 457 Pages: 12-18
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.12.071
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multilayered adipose-derived regenerative cell sheets created by a novel magnetic tissue engineering method for myocardial infarction. (2014)
  • Author(s): Ishii M, Shibata R, Shimizu Y, Yamamoto T, Kondo K, Inoue Y, Ouchi N, Tanigawa T, Kanemura N, Ito A, Honda H, Murohara T.
  • Journal Title: Int J Cardiol. Volume: 175 Pages: 545-553
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2014.06.034
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Vildagliptin stimulates endothelial cell network formation and ischemia-induced revascularization via an endothelial nitric oxide synthase-dependent mechanism. (2014)
  • Author(s): Ishii M, Shibata R, Kondo K, Kambara T, Shimizu Y, Tanigawa T, Bando-Kureishi, Y, Nishimura M, Ouchi N, Murohara T.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 289 Pages: 27235-27245
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.557835
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Therapeutic Angiogenesis by Autologous Adipose-Derived Regenerative Cells: Comparison With Bone Marrow Mononuclear Cells. (2014)
  • Author(s): 31.Hao CN, Shintani S, Shimizu Y, Kondo K, Ishii M, Wu H, Murohara T.
  • Journal Title: Am J Physiol Heart Circ Physiol. Volume: 307 Pages: H869-879
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00310.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adiponectin deficiency exacerbates age-related hearing impairment. (2014)
  • Author(s): 29.Tanigawa T, Shibata R, Ouchi N, Kondo K, Ishii M, Katahira N, Kambara T, Inoue Y, Takahashi R, Ikeda N, Kihara S, Ueda H, Murohara T.
  • Journal Title: Cell Death Dis. Volume: 5 Pages: e1189
  • DOI: 10.1038/cddis.2014.140.
  • Peer Reviewed