Online ISSN: 2187-2988 Print ISSN: 0911-1794
特定非営利活動法人日本小児循環器学会 Japanese Society of Pediatric Cardiology and Cardiac Surgery
Pediatric Cardiology and Cardiac Surgery 37(1): 10-17 (2021)
doi:10.9794/jspccs.37.10

ReviewReview

ダイレクトリプログラミングによる心血管発生と再生医学への新しい展開Direct Reprogramming as a Novel Approach for Cardiovascular Regeneration

1筑波大学医学医療系トランスボーダー医学研究センター再生医学分野Division of Regenerative Medicine, Transborder Medical Research Center (TMRC), Faculty of Medicine, University of Tsukuba ◇ Ibaraki, Japan

2筑波大学医学医療系循環器内科Department of Cardiology, Faculty of Medicine, University of Tsukuba ◇ Ibaraki, Japan

発行日:2021年4月1日Published: April 1, 2021
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心筋細胞は再生能を持たず,心臓が障害を受け心筋細胞が壊死した場合,損傷部位は線維芽細胞によって占有されるため,致死的な不整脈の発生起源や心筋収縮能の低下を引き起こす.薬物療法やペースメーカーなどの治療法が適応とならない重症心不全では心臓移植や人工心臓が根本治療となり得るが,ドナー不足や合併症などの課題が残る.現在は,iPS細胞から誘導した心筋細胞による再生医療が期待され精力的に研究が進められているが,未だ腫瘍形成の可能性などの問題を抱えている.2010年に我々が開発したダイレクトリプログラミングによる心筋細胞誘導法はiPS細胞が抱える課題を解決できる可能性があり,我々の発表以降,多くの研究者によって新たな心臓リプログラミング因子や機構があることが報告されている.本レビューでは,ダイレクトリプログラミングによる心臓再生・形成における最新の知見をまとめ,また我々が開発したより安全なベクターによる生体内心筋誘導法についても言及し,今後の心筋再生医療の可能性と課題について報告したい.

Direct cellular reprogramming provides a new strategy for tissue regeneration, especially to the adult heart. However, endogenous cardiomyocytes have limited regenerative capacity. Since our first report of direct cardiac reprogramming from cardiac fibroblasts with three cardiac developmental transcriptional factors (Gata4, Mef2c, and Tbx5), numerous international studies have been reported to reveal the molecular mechanisms of cardiac reprogramming and improve the efficiency of this nascent technology for cardiac regenerative medicine. These advancements include additional transcriptional factors, microRNAs, epigenetic factors, secreted factors, and cellular microenvironment. Cardiac reprogramming of human fibroblasts has also improved. Although direct cardiac reprogramming may resolve the difficulties in applying induced pluripotent stem cells for cardiac regeneration, numerous challenges remain for future clinical application. In this review, we will provide an update on recent advances in research on direct cardiac reprogramming and discuss the perspectives and challenges of this technology in clinical applications.

Key words: direct reprogramming; cardiac regeneration; transdifferentiation; cardiomyocytes

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