2001 年度実績報告書

ES細胞を用いた心筋細胞分化機序の解析と再生医療への応用

研究課題

研究課題/領域番号	13557060
研究機関	東京大学
研究代表者	林同文東京大学, 大学院・医学系研究科, 寄与講座教員 (80313104)
研究分担者	山崎力東京大学, 大学院・医学系研究科, 寄与講座教員 (60251245) 永井良三東京大学, 医学部・付属病院, 教授 (60207975)
キーワード	ES細胞 / 再生医療 / 転写因子 / Csx / Nkx2-5 / 心筋細胞分化 / P19CL6細胞 / 酸化ストレス / アポトーシス
研究概要	今年度、我々はマウスES細胞に対して、心臓の発生に必須である心筋転写因子Csx/Nkx2-5のcDNAないしはプロモータ領域を遺伝子導入し、高率に心筋細胞分化を誘導する手法をを試みた。CSX/NKX2-5の遺伝子変異が先天性心疾患の原因となることが報告されたが、中でも点突然変異Gln170ter、Thr178Met、あるいはGln198terを持つ変異体(各々A、B、Cとする)は心房中隔欠損症を引き起こす。今回これら3種のCSX/NKX2-5変異体が心筋細胞分化にどのような影響を及ぼすかを、心筋分化のモデル細胞で、ES細胞と同じ多能性幹細胞であるP19CL6細胞を用いて検討した。野生型のCSX/NKX2-5を恒常的に過剰発現するP19CL6細胞(P19CL6-WT)を単離し、dimethyl sulfoxide(DMSO)処理にて分化誘導したところ、元来のP19CL6細胞よりも高率に心筋細胞に分化した。一方、変異体AないしBを過剰発現するP19CL6細胞(P19CL6-Aないし-B)は心筋細胞へはほとんど分化しなかった。心筋特異的遺伝子の発現やANPプロモータの活性化は、P19CL6-WTにおいて増強し、逆にP19CL6-Aないし-Bで減弱した。変異体Cを過剰発現するP19CL6細胞(P19CL6-C)は一部心筋細胞へ分化したが、分化の過程で多くの細胞が死滅した。分化誘導したP19CL6細胞株に対して過酸化水素処理等の細胞外からのストレスを付与したところ、P19CL6-A、-B、および-Cでは多くが死に至ったが、P19CL6-WT細胞のみは大部分が生存した。またラット胎仔心筋細胞において、AないしBを一過性に発現させた細胞では約70%に、またCを過剰発現させた細胞では約85%の細胞にアポトーシスが観察されたが、野生型のCSX/NKX2-5を過剰発現する細胞では10%程度しかアポトーシスが認められなかった。これらの結果から、CSX/NKX2-5変異体が実際の心筋細胞分化に抑制的に働くこと、また細胞死がCSX/NKX2-5変異体によって引き起こされる心発生異常のメカニズムに関与すること証明した。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Hiroi Y., et al.: "Tbx5 associates with Mkx2-5 and synergistically promotes cardiomyocyte differentiation"Nat Genet.. 28(3). 276-280 (2001)
[文献書誌] Hosoda T., et al.: "A novel myocyte-specific gene Midori promotes the differentiation of P19CL6 cells into cardiomyocytes"J Biol Chem.. 276(38). 35978-35989 (2001)
[文献書誌] Monzen K., et al.: "Smads, TAK1, and their common target ATF-2 play a critical role in cardiomyocyte differentiation"J Cell Biol.. 153(4). 687-698 (2001)
[文献書誌] Yamazaki T., et al.: "Vaccinating Japanese Schoolchildren Against Influenza"Engl J Med.. 344. 1947 (2001)
[文献書誌] Zou Y., et al.: "Urotensin II induces hypertrophic response in cultured cardiomyocytes from neonatal rats"FEBS Lett.. 508. 57-60 (2001)
[文献書誌] Suzuki T., et al.: "The role of the natriuretic peptides in the cardiovascular system"Cardiovasc Res.. 15(51). 489-494 (2001)

2001 年度 実績報告書

ES細胞を用いた心筋細胞分化機序の解析と再生医療への応用

研究代表者

林 同文 東京大学, 大学院・医学系研究科, 寄与講座教員 (80313104)

研究成果

[文献書誌] Hiroi Y., et al.: "Tbx5 associates with Mkx2-5 and synergistically promotes cardiomyocyte differentiation"Nat Genet.. 28(3). 276-280 (2001)

[文献書誌] Hosoda T., et al.: "A novel myocyte-specific gene Midori promotes the differentiation of P19CL6 cells into cardiomyocytes"J Biol Chem.. 276(38). 35978-35989 (2001)

[文献書誌] Monzen K., et al.: "Smads, TAK1, and their common target ATF-2 play a critical role in cardiomyocyte differentiation"J Cell Biol.. 153(4). 687-698 (2001)

[文献書誌] Yamazaki T., et al.: "Vaccinating Japanese Schoolchildren Against Influenza"Engl J Med.. 344. 1947 (2001)

[文献書誌] Zou Y., et al.: "Urotensin II induces hypertrophic response in cultured cardiomyocytes from neonatal rats"FEBS Lett.. 508. 57-60 (2001)

[文献書誌] Suzuki T., et al.: "The role of the natriuretic peptides in the cardiovascular system"Cardiovasc Res.. 15(51). 489-494 (2001)

2001 年度実績報告書

林同文東京大学, 大学院・医学系研究科, 寄与講座教員 (80313104)