血管の心臓化と応用に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13558107
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 佐々木 克典 信州大学, 医学部, 教授 (30170666)
• 研究分担者: 城倉 浩平 信州大学, 医学部, 講師 (30303473) ; 田川 陽一 信州大学, 医学部, 講師 (70262079) ; 天野 純 信州大学, 医学部, 教授 (20138283)
• キーワード: 心臓創生 / 胎生期心筋細胞 / ES細胞 / ES細胞由来心筋細胞 / 心筋細胞移植 / 動脈の心臓化 / 静脈の心臓化

研究概要

本プロジェクトでは心臓創生に焦点を絞り、胎生期心筋細胞,ES細胞由来心筋細胞を用い動脈と静脈の心臓化を目指す。以下平成14年度の実績である。
平成13年度に行った胎生期心筋細胞による動脈の心臓化に関する研究はTissue Eng8巻2002に掲載された。この方法では大量の心筋細胞を得ることが困難であることが一つの問題であった。そこでES細胞由来心筋細胞の使用に研究を進めた。今回問題にしたのは心筋細胞を確実にかつ大量に得る簡便な方法を確立することであった。通常ハンギングドロップ法で胚様体を作り、ゼラチンコートデッシュに接着させると約100%の確率で拍動を開始する。しかしこの方法は煩雑である。ハンギングドロップ法の本態が嫌気的な状態で胚様体を作ることであることが我々の研究でわかったため、特殊に作成されたチューブを用い確実、手軽に胚様体を作成する方法を確立した(最近特願2003-50155胚性幹細胞の胚様体形成のための培養器及び培養方法として出願した)。次に心筋細胞のセレクトについて検討を加えた。昨年遺伝子導入によるセレクトを中心に行ったが、量が多く取れなかった。しかも増殖能力が落ちている。そのため移植した後増殖しない。そこで残存したES細胞を取り除くネガテーブセレクション法を考案した。すなわちES細胞のみを取り除けば、奇形腫は形成されず、未熟な心筋細胞を含んだ状態で移植が可能になり増殖が期待される。現在検討している。またin vitroで分化させた心筋細胞は心房筋が主で心室筋が確保できないという問題がでてきた。しかし移植すると心室筋も出現することから、心房筋から心室筋へのスイッチがin vivoに存在するファクターに強く依存していることが推測された。現在その細胞生物学的解析をすすめている。これらの研究と平行してES細胞由来心筋細胞を動脈周囲に移植し動脈の心臓化を試みた。心筋細胞は自ら血管を確保し、自律的拍動を示した。これらの詳細な細胞生物学的検討を行った。内容の一部は2003年の5月Cardiovascular Researchに掲載される予定である。

研究成果

• [文献書誌] Johkura K, Cui L, Suzuki A, Teng R, Kamiyoshi A, Okamura S, Kubota S, Asanuma K, Okouchi Y, Ogiwara N, Tagawa Y, Sasaki K: "Survival and function of mouse embryonic stem cell-derived cardiomyocytes in ectopic transplants"Cardiovascular Res. (in press). (2003)
• [文献書誌] Cui L, Johkura K, Liang Y, Teng R, Ogiwara N, Okouchi Y, Asanuma K, Sasaki K.: "The biodefense function of the mental milky spots through the cell adhesion molecules and leukocyte proliferation"Cell Tissue Res. 310. 321-330 (2002)
• [文献書誌] Okamura S, Suzuki A, Johkura K, Liang Y, Ogiwara N, Nakazawa A, Harigaya M, Yokouchi T, Sasaki K: "The formation of the bio-pulsatile vascular pump by cardiomyocyte transplants circumvallanting the abdominal aorta"Tissue Eng. 8. 201-211 (2002)
• [文献書誌] Johkura K, Liang Y, Teng R, Ogiwara N, Sasaki K: "Nephrogenesis accopanied by vascularization in the mouse embryonic metanephros transplanted into the adult kidney for the creation of additional nephros"Nephrology. 7. 86-94 (2002)
• [文献書誌] Johkura K, Liang Y, Cui L, Ogiwara N, Sasaki K.: "Spatial distribution of cell adhesion molecules on the peritoneal surface in the cecal perforation-induced peritonitis"Anat Rec. 264. 219-227 (2001)
• [文献書誌] Sasaki K, Johkura K, Ogiwara N, Liang Y, Cui L, Teng R, Okouchi Y, Asanuma K, Ishida O, Maruyama K: "Three-dimensional morphological analysis of antigen-antibody reaction in hepatic sinusoids preserved in hypothermic UW"Cryobiology. 42. 145-150 (2001)