Research Abstract
心臓再生を目的としてヒトiPS細胞から作製された心筋細胞と血管細胞を含む心臓組織シート
Human iPS cell-engineered cardiac tissue sheets with cardiomyocytes and vascular cells for cardiac regeneration
2014年10月22日 Scientific Reports 4 : 6716 doi: 10.1038/srep06716
ヒト人工多能性幹細胞（hiPSC）による心臓再生を実現するためには、細胞調製、組織工学および移植戦略の探索が必要である。本論文では、心筋細胞（CM）と血管細胞［内皮細胞（EC）/血管壁細胞（MC）］を同時に誘導する新しいプロトコールにより、完全にiPSC由来の心筋細胞と血管細胞からなるシートを作製し、これが心筋梗塞モデルで有効な治療効果を示したことを報告する。このプロトコールは、これまでのCM分化プロトコールに、さらに血管細胞を誘導するための血管内皮細胞増殖因子を分化段階特異的に添加する改変を加えている。これらの細胞とシート技術を用いて、同期して拍動する心臓組織シート（hiPSC-CTS）を作製することに成功した。hiPSC-CTSを心筋梗塞ラットに移植すると、心機能が有意に改善された。血管新生に加えて、移植4週後には、移植ラットの40％以上で、主にCMからなるヒト細胞の生着が確認された。我々のhiPSC-CTSは心臓の再生治療に有望であると考えられる。
升本 英利1,2, 幾野 毅1,2, 武田 匡史1, 福島 弘之1,丸井 晃2, 片山 志織1, 清水 達也3,池田 義2,岡野 光夫3, 坂田 隆造2 & 山下 潤1
- 京都大学 iPS細胞研究所 増殖分化機構研究部門
- 京都大学大学院医学研究科 心臓血管外科学
- 東京女子医科大学 先端生命医科学研究所
To realize cardiac regeneration using human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), strategies for cell preparation, tissue engineering and transplantation must be explored. Here we report a new protocol for the simultaneous induction of cardiomyocytes (CMs) and vascular cells [endothelial cells (ECs)/vascular mural cells (MCs)], and generate entirely hiPSC-engineered cardiovascular cell sheets, which showed advantageous therapeutic effects in infarcted hearts. The protocol adds to a previous differentiation protocol of CMs by using stage-specific supplementation of vascular endothelial cell growth factor for the additional induction of vascular cells. Using this cell sheet technology, we successfully generated physically integrated cardiac tissue sheets (hiPSC-CTSs). HiPSC-CTS transplantation to rat infarcted hearts significantly improved cardiac function. In addition to neovascularization, we confirmed that engrafted human cells mainly consisted of CMs in >40% of transplanted rats four weeks after transplantation. Thus, our HiPSC-CTSs show promise for cardiac regenerative therapy.
