ヒトiPS細胞由来心筋組織移植による重症心不全の再生医療
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重症心不全に対する新たな医療として世界的に進められている「ヒト多能性幹細胞由来の心筋細胞」を用いた再生医療研究。
東京女子医科大学では3月30日、松浦勝久氏(同大学先端生命医科学研究所・同医学部循環器内科准教授)らの研究グループと同大学心臓血管外科の共同研究によって、下大静脈周囲に移植したヒトiPS細胞由来の心筋組織が、その拍動に伴い血管内に脈圧を生み出すことを見出し、心筋組織移植の循環補助への応用の可能性も示したと発表した。
同研究成果は、同日付けの国際科学誌「Scientific Reports」(電子版)に掲載されている。
ヒト多能性幹細胞由来の心筋細胞を用いた再生医療
心不全での心筋細胞移植の効果としては、その拍動に伴う循環補助が見込まれるが、これまでの心臓への心筋細胞の移植を行った研究では、心臓そのものが拍動していることから、移植した心筋細胞自体が効果をもたらしているのかは分かっていなかった。
しかし、心臓の左心系の機能不全(拡張型心筋症や陳旧性心筋梗塞など)に伴う心不全に加えて、右心系の機能不全に対しても補助循環の開発が望まれていた。
また、先天性心疾患のひとつである単心室症は解剖学的な根治手術が望めず、機能的根治手術としてフォンタン手術を行うが、手術後には心臓が担っていたポンプ機能がなくなり、肺高血圧を伴った症例では、静脈鬱滞(うったい)の他、肝臓線維化・蛋白漏出性胃腸症・血栓症などの合併症を課題としている。
そこで今回、同研究グループでは、同大学で開発した細胞シート技術とiPS細胞大量培養技術を用いて、「ヒト心筋組織」を新開発することで、心臓再生医療や疾患・創薬研究への応用を探った。
移植心筋の拍動に伴う脈圧形成に成功
同研究グループは、開発した計6枚の「ヒトiPS細胞由来心筋シート」を、免疫不全ラットの下大静脈にチューブ状に移植する実験によって、移植した心筋組織の拍動が下大静脈内圧へ与える効果を検討。
その結果、下大静脈周囲に肉眼でも超音波による観察でも拍動を観察。組織学的に500μm超のチューブ状心筋組織が構築されていた。下大静脈内圧の測定では、移植心筋組織の拍動に伴って血管内の内圧変化(脈圧)も観察され、下大静脈の基礎内圧が上昇すると移植した心筋組織の拍動による脈圧も増大した。(フランクスターリングの心臓の法則)
先天性心疾患をはじめとした心不全に対する補助循環治療開発の可能性
今回の研究結果から、ヒトiPS細胞由来心筋組織では、負荷の増加に伴って心拍出量が増加する生体の心臓に準じた特性を有することを示すものになった。
また、移植後のヒト心筋組織は同期間培養した心筋組織に比して成熟度が高く、さらに時間依存性によっても成熟度は高まり、分化誘導直後は幼弱であったiPS細胞由来心筋組織が生体内で成熟し、機能性が向上することも明らかになった。そのため、ヒトiPS細胞由来心筋組織移植を用いた新たな循環補助治療の可能性を示すものといえる。
また、これらのことから単心室症の新治療法の開発、重症心不全の心臓へのiPS細胞由来心筋組織移植でも、不全心筋を補助することで機能向上をもたらすことが期待される。
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