心筋梗塞に対するエクソソーム投与による心筋再生誘導の検討

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10624
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 寺澤 幸枝 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (50566990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 英揮 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (40378188) ; 成田 裕司 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60378221) ; 諫田 泰成 国立医薬品食品衛生研究所, 薬理部, 室長 (70510387) ; 藤本 和朗 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (70644665) ; 緒方 藍歌 名古屋大学, 医学系研究科, 研究員 (70718311)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 心筋梗塞 / エクソソーム / 心筋再生誘導

Outline of Annual Research Achievements

広範囲心筋梗塞では、壊死心筋による激しい炎症の後、線維組織に置換され、時間とともにリモデリングが進行し、心腔拡大や収縮障害、最終的に重症心不全を引き起こす。近年、移植片対宿主病（GvHD）の臨床治験において、RNA や蛋白を含む50-200nm の細胞外微小胞「エクソソーム」の抗炎症作用による治療の有効性が報告されている。申請者らは、これまでに大動脈瘤に対して間葉系幹細胞（MSC）から産生されるエクソソーム投与療法を行い、瘤縮小効果が得られたことを明らかにしてきた。MSCや心筋塊前駆細胞由来のエクソソームによる心筋梗塞治療の有効性はすでに報告されているが、エクソソームの性質（膜表面タンパクや包括するmiRNA, mRNA, prtotein など）はホスト細胞に依存するため、細胞の種類によって治療効果が異なることが予想される。すでに治療効果が明らかとなっているMSC に加え、線維芽細胞や心筋細胞、成熟心筋細胞のエクソソームによる治療効果の差異を比較検討するため、平成28年度では、各細胞（間葉系幹細胞：MSC, 線維芽細胞：FB, 心筋細胞：CM, 成熟心筋細胞：matured-CM, 成熟iPS 由来心筋細胞：iPS-matured CM）の培養上清を超遠心してエクソソーム(exo)を分離したのち、タンパク濃度の測定およびTEMにて葯200nm前後のエクソソームが含まれていることを確認した。定量RT-PCRにて血管新生や心筋細胞アポトーシス抑制に関与するmicroRNA、miR-126, miR-146, miR-210が同定され、FB-exoは他細胞exoに比べmiR-126の遺伝子発現量が低く, miR-146は発現しなかった。引き続き、抗炎症や血管新生、心筋細胞分化・増殖に関する因子の同定を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に基づいた計画と方法で検討が進んでいるため

Strategy for Future Research Activity

今後はエクソソーム含有RNA・タンパクの網羅的解析および関与因子の同定を、次世代シーケンサーや質量分析機にて解析を進める研究計画であるが、どちらも解析を進める上で専門知識と手技が必要とされ、トラブルシューティング等で時間を要する可能性があることから、タンパクアレイやmiRNAアレイといった解析方法を含めた推進方策を考慮する。そこで得られたデータから抗炎症や血管新生、心筋細胞分化・増殖に関する因子を絞り込み、より有利とされるエクソソームを比較評価する。その後、作成した心筋梗塞モデルラットに投与し検討する。

Causes of Carryover

エクソソームの分離やcharacterization、miRNA抽出に必要な消耗品が残存していてそれらから使用していったこと、また、外国旅費を使用しなかったため、次年度使用額が生じた

Expenditure Plan for Carryover Budget

エクソソーム抽出に必要な消耗品、エクソソーム含有RNA・タンパクの同定にタンパクアレイを行うための消耗品や解析費用、加えて、動物実験では多くのラットを用いるため動物購入費や飼育費に補填する。