Tubular Cardiac Tissues Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells Generate Pulse Pressure In Vivo
著者名 ?田 博允
発行年 2017‑03‑23
URL http://doi.org/10.20780/00031935
主論文の要約
Tubular Cardiac Tissues Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells Generate Pulse Pressure In Vivo
(ヒト iPS 細胞由来心筋細胞シートを用いた管状心筋組織の構築)
東京女子医科大学大学院 外科系専攻心臓血管外科学分野 (指導：山崎健二教授) 瀨田 博允 Scientific Reports に投稿中
【目的】 近年、補助循環が必要となる重症心不全患者に対して LVAD(left
ventricular assist device)植え込みや心移植が本邦でも進められているが、
合併症の発生やドナー不足の問題が重要な課題となっている。他方で、再生医
療による心不全治療が注目され、臨床応用に向けた研究が進められているが、
自己の不全心の改善というアプローチには解決すべき課題が山積している。こ
のような背景の中で、当施設では、これまでにラット由来心筋細胞シートを用
いた拍動血管の構築に成功し、組織工学による補助循環の可能性を示した。し
かしながら、ヒト由来細胞でのポンプ機能を有した補助循環組織の構築には未
だ至っていない。今回われわれは、ヒト iPS 細胞由来心筋細胞シートを用いて、
静脈周囲に移植することで、拍動血管を作製し、補助循環の可能性を検討した。
【方法】レンチウイルスでαMHC-puro-Rex-neo 遺伝子を導入したヒト iPS 細胞
(201B7 株)を用いた。心筋誘導後、心筋純度を高め、温度応答性培養皿を用いて
心筋細胞シートを作製した。免疫寛容ラットの下大静脈の周囲に、3 枚積層させ
た心筋細胞シートを 2 回巻き付けて、計 6 枚を管状に移植した。移植後、圧測
定にて生理学的特性を、RT-PCR にて成熟度をそれぞれ評価した。
【結果】移植前の cTnT(cardiac troponin T)の心筋純度は 91.2 ± 3.7%(n=5)
であった。移植後 2 週目からエコーで下大静脈周囲に 13 個体中 10 個体に自律
拍動する管状心筋組織の生着を認めた。移植後 4 週目の電位測定では移植心筋
は電位を認め、圧測定において移植心筋前後の下大静脈を遮断して閉鎖空間を
作製することで内部に脈圧を観察できた。閉鎖した下大静脈の内圧を高めると
それに呼応して脈圧も上昇し、Frank-Starling 様の挙動が観察された。移植後
8 週目では最大脈圧は 9.1 ± 3.2 mmHg(n=3)であった。組織切片ではヒトミト
コンドリア抗体陽性の cTnT 陽性横紋構造と vWF(von Willebrand factor)陽性血
管構造を確認した。一方、RT-PCR で各種心筋収縮タンパク(MYL7、MYH6、MYH7、
TNNT2)の mRNA の発現を測定すると、In Vitro の心筋よりも移植後 4 週目、8 週
目の In Vivo の心筋で経時的に有意差をもって亢進していた。ことから、生体
内の環境が心筋の成熟を促したことが示唆された。
【考察・結論】今回、ヒト iPS 細胞由来心筋細胞シートによる管状心筋を作製
し、脈圧を得ることができた。この技術が発展し、Fontan 導管や上行大動脈へ
の移植へ応用することで、第二の機能的ポンプという新たな心室補助治療につ
ながると考えられる。
