Therapeutic efficacy of large aligned cardiac tissue derived from induced pluripotent stem cell in a porcine ischemic cardiomyopathy model

概要

〔目　的(Purpose)〕
多能性幹細胞(iPS細胞)由来の心筋組織は、心不全に陥った心筋の心筋形成に応用できる可能性があるが、より良い臨床結果を得るためには、心筋組織がいかにして最大限の収縮力を発揮できるか、例えば、筋細胞の配向性を介して極性を得ることができるかが重要である。今回我々は、配向性心筋組織をブタ虛血性心筋症モデルに移植し、その治療効果について検討することを目的とした。

〔方法ならびに成績(Methods/Results)〕
低分子化合物を用いて誘導した高純度のiPS細胞由来心筋細胞を配向性ナノファイバー上に塗布することで配向性心筋組織を作成し、電気生理学的性質および機械的性質についてそれぞれ多電極アレイ(MEA)およびmotion analyzerを用いて非配向性心筋組織と比較した。配向性心筋組織は電気生理学的に均一に収縮し、機械的性質(収縮速度および拡張速度)は非配向性心筋組織に比べて有意に優れていた。
次に配向性心筋組織の治療効果についてIn vivoで検証した。左前下行枝にアメロイドリングを装着した虚血性心筋症モデルのブタの心表面に配向性心筋組織を移植し治療効果について、移植後3ヶ月間に渡って評価した。(iPS-CM群n=7, control群 n=6)心臓MRIで評価したiPS-CM群の左室駆出率は、control群よりも有意に高値であった。(37.8% ±2.3% versus 28.3% ±2.5%, p=0.019)病理学的には、iPS-CM群において移植周辺領域において間質線維化および心筋肥大の減衰、毛細血管密度の増加を認めた。また移植後2週間後の組織において、配向性を維持した心筋細胞の生着が確認できた。

〔総　括(Conclusion)〕
大型配向性心筋組織の作成は実現可能であり、その組織の移植はブタ虛血性心筋症モデルにおいて血管新生と抗線維化作用を伴う心機能の改善を認めた。