The impact of transplantation of cardiomyocyte sheet derived from MHC homozygous induced pluripotent stem cells

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10212
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 斎藤 俊輔 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30600126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮川 繁 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (70544237) [Withdrawn] ; 福嶌 五月 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 医長 (80596867) [Withdrawn] ; 秦 広樹 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (80638198)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: iPS細胞 / MHC適合移植 / 免疫学的拒絶反応

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、同種他家iPS細胞由来心筋細胞のMHC適合移植における心機能改善効果を検討した。方法としてiPS細胞はMHCハプロタイプがHT1のカニクイザルから樹立しGFP遺伝子を導入したものを使用し心筋細胞への分化誘導後シート化しMHCがHT1へテロとHT1非保有個体の心筋梗塞モデルに移植し、コントロール群と比較。移植群には心臓移植に準じて免疫抑制剤を3剤を投与した。iPS細胞由来心筋細胞シート移植後、実態顕微鏡を用いてGFP蛍光強度にて生存を定量的に評価した。12週、16週で一部肉眼的に確認出来た移植iPS細胞を生検し、組織学的評価としてHE染色、免疫染色を行った。また、心筋血流の評価を行った結果、iPS細胞由来心筋シート移植後１ヶ月で、コントロール群と比較しMHC適合非適合移植の両群でLVEFとLVESVの改善を認め、その後も6ヶ月間維持された。MHC非適合移植群では、移植後3ヶ月あるいは4ヶ月の時点でTリンパ球の強い浸潤を認め、免疫拒絶反応が認められたが、MHC適合移植群では、Tリンパ球の浸潤は認められなかった。しかし、6ヶ月後の心筋組織ではMHC適合群でも移植細胞は消失していた。また、GFP蛍光強度は、MHC非適合移植群で3ヶ月から4ヶ月にかけて低下傾向であったがMHC適合移植群では維持された。MHC適合移植群の方が、非適合移植群と比較し、iPS細胞由来心筋シートの生着が延長する傾向にあったが、心機能改善効果においては両群で明らかな差が認められなかった。さらに移植部位の遺伝子発現を解析したところ、MHC適合非適合移植の両群においてNK細胞の移植部位への浸潤を示唆する所見を認めた。そのためNK細胞を中心とする自然免疫系による拒絶反応がMHC適合群でも起こっている可能性が示唆された。そのため今後はMHC適合移植モデルにおける自然免疫応答による移植細胞生着への影響を検討する必要がある。