ヒト心筋・骨格筋からの心筋幹細胞株の樹立と末期的心不全への幹細胞移植医療の実現化-ES細胞からの心筋前駆細胞クローン単離と不死化・増幅-

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17209028
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 松原 弘明 京都府立医科大学, 医学研究科, 教授 (10239072)
• 研究分担者: 高橋 知三郎 京都府立医科大学, 医学研究科, 助教 (20381973) ; 王 英正 京都大学, 医学研究科, 准教授 (50372579)
• キーワード: 再生医療 / 胚性幹細胞 / 心筋再生

研究概要

血管内皮系細胞移植による血管再生医療の開発は、移植早期でのドナー細胞の死滅と心筋細胞への分化能の欠如から、臨床的に有用な心不全治療法ではない。高率な心筋分化能を持った幹細胞は未だ樹立されず、これまで世界で心筋再生治療を受けた症例はいない。2003年に申請者らは世界に先駆けて、心筋分化可能なマウス心臓内幹細胞を発見した。また、2007年には世界で初めてヒトの心臓生検サンプル由来の単一細胞からcardiosphereを形成させ、心筋幹細胞の単離・増幅に成功し、拍動性心筋細胞への分化及びマウス虚血心への移植後改善効果を報告した。さらに、bFGFがこの心筋幹細胞の特異的増殖因子であることを発見した。幹細胞単独移植ではドナー細胞の生着性が数日以内と極端に低く、有効な心筋細胞再生を目指すためには、細胞培養時と移植時にbFGFとの併用が必須であることを明らかにした。
既に検証を終了した前臨床試験(大動物ブタ85匹の陳旧性心筋梗塞モデル)により、我々はゲラチンハイドロゲルシートによるbFGFの心筋組織への徐放が、心筋微小血流を増加させ、細胞周囲環境を改善し、ヒト心臓内幹細胞移植後の生着性延長(3週間以上)と心筋分化能改善(8倍以上)を介して、心臓機能の長期改善を見出した(6ヵ月間、心臓収縮能を13%改善)。また、移植細胞数の漸増実験により心機能の有意改善に必要な移植細胞数を決定した。
平成20〜21年度内は臨床試験プロトコルの厚生労働省による承認と臨床試験届けの提出、低心機能冠動脈バイパス実施患者のリクルート、第I/Ila安全性・有効性に関する多施設共同臨床試験を開始する。中間評価後には、第II相RCTを開始し、エンドポイントは従来の標準治療と比較して、ヒト心臓内幹細胞とbFGFの併用移植療法による心機能の改善と梗塞サイズの縮小効果とする。

研究成果

• [雑誌論文] Central role of calcium-dependent tyrosine kinase PYK2 in endothelial nitricoxide synthase-mediated angiogenic response and vascular function. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsui A, Matsubara H (他10人、最終著者)
  • 雑誌名: Circulation 116 ページ: 1041-1051
  • 査読あり
• [雑誌論文] New targeted angiogenic strategy:bursting bubbles. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T, Matsubara H.
  • 雑誌名: Circ Res 101 ページ: 232-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stage-specific role of endogenous Smad2 activation in cardiomyogenesis of embryonic stem cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kitamura R, Matsubara H(他8人、最終著者)
  • 雑誌名: Circ Res 101 ページ: 78-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osteopontin is a myosphere-derived secretory molecule that promotes angiogenic progenitor cell proliferation through the phosphoinositide 3-kinase/Akt pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ogata T, Matsubara H(他6人、8番目著者)
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 359 ページ: 341-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clonally amplified cardiac stem cells are regulated by Sca-1 signaling for efficient cardiovascular regeneration (2007)
  • 著者名/発表者名: Tateishi K, Matsubara H, Oh H (他8人、10番目著者)
  • 雑誌名: J Cell Sci 120 ページ: 1791-1800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced activity of ventricular Na+-HCO3-cotransport in pressure overload hypetrophy. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Matsubara H(他6人、最終著者)
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 293 ページ: 1254-1264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human cardiac stem cells exhibit mesenchymal features and are maintained through Akt/GSK-3betasignaling. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tateishi K, Matsubara H, Oh H (他8人、10番目著者)
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 352 ページ: 635-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Skeletal myosphere-derived progenitor cell transplantation promotes neovascularization in deltasarcoglycan knockdowncardiomyopathy. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nomura T, Matsubara H, Oh H (他5人、7番目著者)
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 352 ページ: 668-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] MicroRNA-1 facilitates skeletal myogenic differentiation without affecting osteoblastic and adipogenic differentiation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima N, Matsubara H, Oh H(他5人、7番目著者)
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 350 ページ: 1006-1012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spironolacton modulates expressions of cardiac mineralocorticoid receptor and 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 2 and preventsventricular remodeling. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeda M, Matsubara H(他8人、最終著者)
  • 雑誌名: Hypertens Res 30 ページ: 427-437
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glia maturation factor-gamma is preferentially expressed in microvascular endothelial and inflammatory cells and modulates actin cytoskeleton reorganization. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Matsubara H(他6人、最終著者)
  • 雑誌名: Circ Res 99 ページ: 424-433
  • 査読あり
• [学会発表] Cardioprotective Action of Interleukin-1β in Adaptation to Cardiac Pressure Overload Stress by Activation of IGF-1/Akt Pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Honsho S, Nisikawa S, Kishita E, Katsume A, Matsunaga S, Matsui A, Okigaki M, Matsuba ra H
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] p53 Shifts the Balance of Energy Source in Cardiac Myocytes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimata M, Matoba S, Nakamura H, Tatsumi T, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Ca2+-dependent Tyrosine Kinase PYK2 Promotes Atherougenesis by Inducing Monocyte and endothelial cell-Derived TNF-alpha and MCP-1 Synthesis Unmasked by Analysis of PYK2/ApoE Double Deficient Mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Katsume A, Okigaki M, Matsui A, Yamada H, Matsubara H
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Controlled Intramyocardial-delivery of Basic Fibroblast Growth Factor Combined With Human Cardiac Stem Cell Transplantation In Chronic Myocardial Infarction: A Randomized Controlled Preclinical-trial. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takehara N, Tsutsumi Y, Ota H, Tateishi K, Takahashi T, Ueyama T, Yamagishi M, Yaku H, Tabata Y, Matsubara H, Oh H
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Myocardin is Required to Prevent Mitochondorial Damage and Cardiac Dysfunction in Response to Beta-Adrenergic Receptor Stimulation (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Ueyama T, Roh R, Masano T, Sakoda T, Matsubara H, Oh H, Hirata K.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Bone Marrow Angiotensin AT1 and AT2 Receptors Differentially Modulate Vascular Repair by Regulating Mobilization and Activation of Bone Marrow-Derived Vascular Progenitors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yokoi H, Yamada H, Tsubakimoto Y, Takata H, Kawahito H, Takahashi T, Okigaki M, Hirai H, Ahihara E, Maekawa T, Iwai M, Horiuchi M, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Klotho-protein Regulates Transient Receptor Potential Canonimal-l-mediated Ca(2+)-influx In Endothelial Cells And Prevents Cell Death And Disruption Of Endothelial Integrity Induced By Ca(2+)-overlaod (2007)
  • 著者名/発表者名: Okigaki M, Kusaba T, Honsyo S, Matsui A, Matsunaga S, Katsume A, Kishita E, Matsubara H
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Calcium-Dependent Tyrosine Kinase PYK2 Plays Crucial Role in Angiotensin 〓-But Not Norepineprine-Mediated Activation of Rac/Superoxide Pathway That Differentially Regulates Blood Pressure and Vasoconstriction (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsui A, Okigaki M, Katsume A, Yamada H, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Mild Renal Dysfunction Caused by Uninephrectomy Accelerated the Development of Atherosclerosis by Augmented Monocyte Mobilization from Bone Marrow via CCR2-Mediated Signals. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawahito H, Yamada H, Tsubakimoto Y, Yokoi H, Takata H, Hirai H, Imanishi J, Takahashi T, Okigaki M, Mori Y, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Overexpression of Tie2-promoted Activated Fibroblast Growth Factor Receptor 2 in Endothelial Cells enhances Angiogenesis and Induces Cardioprotective Effect via Src-Akt-Hifla Signaling Pathway in Mice Myocardial Infarction (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumaga S, Tatsumi T, Okigaki M, Kishita E, Kimata M, Honsyo S, Takeda M, Nishikawa S, Matoba S, Kobara M, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Bone Marrow Angiotensin □ Typel Receptor Augments Atheroscleros is by Promoting Monocyte/Macrophage Lineage Differentiation form Hematopoietic Stem Cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsubakimoto Y, Yamada H, Yokoi H, Takata H, Kawahito H, Hirai H, Imanishi J, Ashihara E, Maekawa T, Takahashi T, Okigaki M, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] Central Role of Calcium-Dependent Tyrosine Kinase PYK2 in eNOS-Mediated Vascular Function and Angiogenic Response-Unmasked by PYK2 Knockout Mice (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsui A, Okigaki M, Katsume A, Matsunaga S, Yamada H, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07
• [学会発表] BLADE Is A Novel Membrane Protein Regulates Endothelial Apoptos is and Consequently Angiogenesis Both In Vitro and Vivo. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Nakano R, Thomas Quertermous, Matsubara H.
  • 学会等名: American Heart Association(米国心臓病学術会議)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20071104-07