臨床グレードのヒトiPS細胞由来心血管系細胞多層体のラットにおける治療効果を確認

心臓は心筋という筋肉の細胞の塊である。この力強い筋肉の塊が、一定のリズムで縮んだり戻ったりすることで、全身に血液を送り出すポンプとして機能している。体のいろいろなところで働いている細胞は、血液の循環によって酸素を供給されないと死んでしまう。それは心臓の細胞も同じである。心臓にも血管が張り巡らされており、収縮に必要なエネルギー源を血液から受け取っている。だからこの心臓の血管が詰まって酸素が供給されなくなると、心筋細胞が壊死してしまい、ポンプとしての力を発揮することができなくなる。壊れてしまったポンプ機能を、再生させることはできるだろうか。

理研BDRの升本英利研究リーダー(臨床橋渡しプログラム心疾患iPS細胞治療研究）らの共同研究チーム^*1は、心筋梗塞モデルラットに臨床グレードのヒトiPS細胞由来心臓細胞多層体を移植すると、ポンプ機能が回復し、細胞が壊死して固くなった部位の面積が減少するなど、治療効果があることを確認した。本成果は科学誌JTCVS Openに2021年9月30日付で掲載された。

心筋梗塞などに起因する重症の心不全では、心臓のポンプ機能が著しく低下し、全身に十分な血液を送り出すことができなくなる。この重症心不全の治療には心臓移植が有効だが、心臓移植を受けられるまでに平均で3年近く待機を余儀なくされたり、待機している患者のうち20％程度しか移植を受けられないなど、非常に限定的な治療法となっている、また、心臓移植とは別に植込み型の補助人工心臓という選択肢もあるが、心臓移植待機中の患者への植え込みしか保険償還されておらず、植込み手術を行っても術後に不具合が高頻度に発生したりするなど、問題も多い。そのため、再生医療による新たな重症心不全の治療法が選択肢となることが期待されている。

升本らは、これまでにマウスES細胞から心筋細胞、血管内皮細胞および血管壁細胞を分化誘導し、温度感受性高分子ポリマーとゼラチンハイドロゲルを用いることで、これらの心血管系細胞を5層積層した心血管系細胞多層体を作製し、ラットへの移植後に生着して機能することを報告してきた。今回、ヒトiPS細胞から作製した心臓組織の移植によってダメージを受けたラットの心臓の機能が回復するかどうかを確認するに当たり、升本らはヒトでの治療を見据えて臨床グレードのヒトiPS細胞を使用した。また、iPS細胞から心筋細胞や血管内皮細胞、血管壁細胞の分化誘導効率を上げるために、従来の方法にWnt阻害剤を添加するプロトコルに改変したところ、心血管細胞の分化誘導効率が改善した。