幹細胞研究と治療のジャーナル

概要

遺伝子組み換え間葉系幹細胞はドナー心筋細胞とレシピエント心臓の遺伝子発現に影響を与える

メアリー・カーンズ＝ヨンカー、ワンデ・ダイ、ミルジャ・グンタルト、タニア・フエンテス、シャオユン・イェー、ポール・ゲルチュク、マーティン・ペラ、クリスティン・マメリー、ロバート・A・クローナー

目的: ヒト胚性幹細胞由来心筋細胞 (hESC-CM) または間葉系幹細胞 (MSC) は心筋梗塞後の回復を促進するが、MSC と hESC-CM を用いた併用療法の潜在的な利点は検討されていない。我々の目的は、生存促進遺伝子ヘムオキシゲナーゼ 1 を発現する間葉系幹細胞の有無にかかわらず、心筋細胞の共移植後に生体内で誘導されるドナーおよび宿主由来細胞の遺伝子発現変化を定義することである。方法と結果: レンチウイルスベクターを介した形質導入後、ヘムオキシゲナーゼ-1 (HO-1) を過剰発現するようにヒト MSC を改変した。無胸腺ヌードラットを心筋梗塞に供し、hESC-CM のみ、hESC-CM とヒト MSC、hESC-CM と HO-1 を過剰発現する MSC、または生理食塩水を投与した。リアルタイム PCR により遺伝子発現の変化を同定した。心臓機能は血管造影法で評価した。未改変MSCとhESC-CMの共移植により、CXCR4、HGF、IGFの発現が、hESC由来心筋細胞単独の注入で誘導されるレベルを超えて上昇した。HO-1を過剰発現するMSCを共移植した動物では、これらの遺伝子の発現がさらに上昇した。VEGF、TGF-β、CCL2、SMAD7、STAT3、心筋細胞転写因子の遺伝子発現レベルは、30日目にHO-1 MSCとhESC-CMの併用群で最も高かった。ヒトCD31+、CD34+、isl-1+、NXK2.5、c-kit+転写産物が上昇した。NKX2.5、トロポニンT、CD31をコードするげっ歯類遺伝子が上昇し、細胞周期遺伝子が誘導された。駆出率は6～7%改善した。結論: HO-1 MSC と hESC-CM の同時投与により、ヒト細胞における生存促進遺伝子および血管新生促進遺伝子の発現と、げっ歯類細胞における心臓および内皮細胞マーカーの転写が増加し、移植された hESC-CM と宿主の心臓の両方における組織修復の活性化と一致しました。