体外ヒト間葉系幹細胞の心筋細胞のような細胞への分化

うっ血性心不全 (CHF) は、罹患率と死亡率の世界の一流の原因として保持します。スイスフランは、心筋細胞の大規模な損失と心筋梗塞 (MI)¹の病理の結果として瘢痕組織の細胞の開発を多く発生します。中心部は部分的に自己更新器官が、豊かさと多くの場合受傷後適切に回復するが不十分となった高齢者の患者の機能で常駐幹・前駆細胞プール大幅組織再生を実行するための責任が減少します。従って、健康なドナー細胞の損傷を受けた心筋への移植を含む実験的治療法の開発に大きな関心があります。ドナー細胞だけでなく、組織の構造を復元、また影響を受けた心筋の機能回復を達成するために不可欠です。

ネイティブの心は心臓組織に常駐を採用し、受傷後の内因性骨髄由来幹細胞修復^2,3,4。再生細胞ホストとドナー由来もありますは、適切な表現と効率的にかつ安全に失われた細胞を置換する機能と共に、改造の心筋の微小環境で関数を取得する能力を持っています。In vitro分化の方法は、高効率、幹細胞を用いた心筋細胞生産^5,6を達成するために広く使用されています。心臓系統マーカーの発現プロファイルを使用して、心臓系統⁷に向かって幹細胞分化のプロセスを定義します。初期分化マーカー、NKX2.5、心筋増強因子 2 C など (Mef2c) および GATA4^8,9、cardiomyogenic プロセスの開始を示すことができます。差別化の有効性を評価するために一般的に使用される成熟心筋細胞マーカーが信号調節タンパク質 α (SIRPA)¹⁰, 心筋トロポニン T (cTnT)¹¹、重鎖心筋ミオシン (MYH6)^8,12,13, とコネキシン 43 (cx 43)^14,,1516。胚性幹細胞 (Esc) と多能性幹細胞 (Psc) を使用してメソッドは徹底的に最適し、誘導要因、酸素および栄養素のグラデーションの詳細とアクション^5,6,7,17,18の正確なタイミングについて説明しました。それにもかかわらず、ESC と PSC ベースの技術はまだ次善の電気生理学的および免疫学的機能^19,20と共に複数の倫理と安全性懸念を提示します。多くの場合これらの細胞移植ホストは、immunorejection を体験し、永久的な免疫抑制を必要とします。これは、主に主要組織適合性の複雑な (MHC) 分子ホストとドナーおよび結果 T 細胞応答²¹までの不一致によるものです。ながら個々 の MHC クラス I 可能な解決策は、マッチング、やすく実習が拒絶反応の懸念を克服するために immunoprivileged では普遍的に細胞ソースが必要があります。

特に、BMSCs、臨床では、MSCs 用代替細胞ソースとして 1995年²²で彼らの初期の説明から歯周組織再生用検討しました。MSCs は、ほぼすべての血管柄付き組織²³で見つけることができる居住者の再生細胞であると考えられています。目的のソースからの分離、MSCs 文化で容易に拡張することができます、広範な傍分泌能力を持っている、しばしば immunoprivileged または免疫調節特性^24,25を持っています。その安全性と有効性既に示されているいくつかの臨床研究で特に心筋再生^3,26。

多くの MSC 差別化戦略は、変数効率 5-アザシチジン²²や DMSO²⁷、および成長のような Bmp^5,7,28,29またはアンジオテンシン II³⁰、形態形成の要因などの薬理学的エージェントを利用します。これらの戦略は、素朴な再生細胞はホーミングまたは傷害のサイトに配信されている後に発生する可能性が障害物に基づいていないただし、体内。もっと生理学的に関連する戦略は、一方が難しく定義し操作、組織微小環境自体からの信号を通して MSC 分化を誘起することを前提に基づいています。以前の研究は心臓セル lysates³¹または心室心筋^32,33, への曝露が示されているまたは直接プライマリ心筋細胞の in vitro^15,34, との接触が MSCs で心臓マーカーの発現を高めることができます。他の人は一部、BMSCs と心筋細胞^39,40の融合生成初期の心筋が MSCs^35,36,37,38, 心臓傷害の治療後特発性心筋を実証しています。私たちの知る限り、ヒト MSCs (hMSCs) の組織の任意のソースから機能、自発的に引き締まる心筋細胞がまだ報告されていません。

現在のコンセンサスは、MSCs のすべてが血管周囲細胞²³から発生することです。周皮細胞プロパティを持つ若い MSCs は、ひと臍帯組織^41,42,43の血管領域から分離できます。BMSCs と比較して HUCPVCs は、潜在的な増加の分化と他のいくつかの再生の利点、両方生体外で^41,44とin vivo^45,46,47を所有しています。特に、妊婦の胎児のインターフェイス ソース、HUCPVCs MSCs の大人の情報源と比較して有意に低い免疫原性があります。我々 の研究に焦点を当てて評価と FTM HUCPVCs、調査、MSCs の最年少のソースの前臨床応用増殖性と高い multilineage を増加するいると我々 は以前に、分化能力、cardiomyogenic 系統⁴¹を含みます。

ここでは、MSCs。 集計の完了 cardiomyogenic 差別化を達成するために誘導の力より良い条件モデル生体内で2D 付着性文化と比較して 3 D 環境を提供するように、粒の形成と心筋細胞の主要な送り装置の層を組み合わせたプロトコルを提案する.心臓フィーダー層を利用した MSCs の究極移植サイトの代表である環境を提供します。集合体を形成し、彼らの免疫特権を維持しながらアダルト BMSCs に比べて心臓表現型に到達する能力が高いを前または出生後のへその緒から分離された MSCs の若いソースにことを示します。心臓系統マーカー遺伝子の誘導発現細胞内急昇格以外 (すなわち、 cTnT および MYH6) および細胞表面蛋白質 (すなわちSIRPA と配列とコネキシン 43) 心筋細胞の特定、紹介は FTM HUCPVCs の微分の潜在性ことができますこの方法で活かされることや心筋細胞のような細胞を自発的に契約に上昇を与えることができます。