ヴァルシカンは心筋細胞の増殖と心臓の修復を促す

科学分野:

• 心血管生物学
• 再生医療
• 細胞外マトリックス研究

背景:

• 成人哺乳類の心臓は,心筋細胞の増殖によって再生できる新生児の心臓とは異なり,再生能力が限られています.
• 新生児の心臓再生には,心筋線維細胞の膨張と細胞外マトリックスの変化が含まれますが,その影響が心筋細胞増殖に不明です.

研究 の 目的:

• 新生児と成人マウスの損傷後の心臓再生における細胞外マトリックス成分の役割を調査する.
• 心筋細胞の増殖と心臓の修復に関与する特定の細胞外マトリックス分子を特定する.

主な方法:

• 新生児と成人マウスの手術モデル (アピカル切除,心筋梗塞) を利用した.
• 単細胞RNAシーケンシング,液体染色体質スペクトロメトリー,および条件付き遺伝子ノックアウト (心筋線維細胞におけるVcan) を使って,ヴァルシカンを研究した.
• シグナル伝達経路,心臓線維症,心臓機能の評価は,ウェスタンブラット,免疫染色,qPCR,マッソン三色染色,エコーカルディオグラフィを用いて行われました.

主要な成果:

• 新生児の心筋細胞増殖と新生児の心臓再生を促した.
• 心臓の線維芽細胞のVcanの欠失は再生を阻害し,成人のVersicanの注射は心筋細胞の増殖を増加させ,線維症を減少させ,心臓の機能を改善した.
• Versicanは,インテグリンβ1と下流シグナル伝達 (ERK1/ 2, Akt) を活性化することによって,ヒト誘発性多能幹細胞由来心筋細胞の増殖を助長した.

結論:

• 新生児の心臓の再生と成人時の心臓の修復を促進する心臓線維芽細胞から派生したプロプロリファレントプロテオグリカンとして識別された.
• Versicanのメカニズムは,インテグリンβ1と下流のシグナル伝達経路を活性化することで,心筋細胞の増殖を促進します.
• ヴァルシカンは心臓病の治療薬として有望である.