内因性心臓幹細胞

内因性心臓幹細胞（eCSC）は、成体哺乳類の心臓内に保持されている組織特異的な幹前駆細胞です。ハーバード大学教授ピエロ・アンヴェルサが関与した科学的不正行為スキャンダルは、心臓幹細胞の概念が崩壊したことを示している可能性があります。^{[1] [信頼できない情報源？ ] [独自の研究？ ]}したがって、以下の記事はアンヴェルサの研究結果に基づいているため、注意して読む必要があります。

内因性心臓幹細胞は、2003年にベルナルド・ナダル・ジナール、ピエロ・アンヴェルサらによって成体ラットの心臓で初めて発見され^{[2] [3] 、それ以来、マウス、イヌ、ブタ、}ヒトの心臓から特定され、分離されてきました^{[4] [5]}。

成人の心臓はこれまで、再生能力のない有糸分裂後の臓器であると考えられていました。eCSC の同定により、これまで説明のつかなかった成人の心筋における未熟な周期的心筋細胞のサブポピュレーションの存在が説明されました。実際、遺伝的運命マッピング研究による最近の証拠により、成人の生涯を通じて心臓の摩耗や損傷によって失われた成体哺乳類の心筋細胞を幹細胞が補充することが立証されました。 ^[6]さらに、心筋細胞の死と心筋細胞の再生は、eCSC が中心的な役割を果たす心臓恒常性 のコインの裏表であることが現在では認められています。 ^{[7]これらの発見は心臓生物学にパラダイムシフトをもたらし、心臓を肝臓、皮膚、筋肉、中枢神経系などの再生能力を持つ他の臓器と真っ向から位置づけることで、将来の}心疾患治療への新たな機会とアプローチを開きました。しかし、心筋が主に終末分化した収縮性筋細胞で構成されているという確立された事実は変わっていません。この事実は、個体の生涯を通じて eCSC が存在することで心臓が強力な内在的再生能力を備えていることを否定するものではありません。しかし、完全に一致するものではありません。

簡単に言うと、eCSCは、幹細胞因子の受容体であるc-kitの発現と、CD45のような一般的な造血マーカーの欠如を通じて最初に特定されました。その後、さまざまな膜マーカー（Sca-1、Abcg-2、Flk-1）と転写因子（Isl-1、Nkx2.5、GATA4）が、胎児期と成人期のこれらの細胞を識別し、特徴付けるために使用されました。^[8] eCSCは、in vitroおよびin vivoでクローン形成性、自己再生性、多能性であり、^[9]心筋の3つの主要な細胞タイプ、すなわち心筋細胞、平滑筋、および内皮血管細胞を生成することができます。^[10]これらは、幹細胞性のいくつかのマーカー（Oct3/4、Bmi-1、Nanogなど）を発現し、in vivoで大きな再生能力を持っています。^[11]懸濁液中でクローン化されると心臓球を形成し、^[12]筋形成分化培地で培養すると、拍動する心筋細胞に付着して分化します。

2012年に、Isl-1は内因性心臓幹細胞のマーカーではないことが提案されました。^[13]同年、別のグループが、Isl-1は発達中の心臓の第2心臓野前駆細胞に限定されず、心臓神経堤も標識することを実証しました。^[14]また、Flk-1は内因性およびマウスES細胞由来のIsl1 + CPCの特異的マーカーではないことも報告されています。一部のeCSCの発見は疑問視されていますが、他の膜マーカーでは成功しています。たとえば、Flt1 + / Flt4 +膜マーカーの組み合わせは、発達中の心臓でIsl1 + / Nkx2.5 +細胞集団を識別できることが実証されました。また、内因性Flt1 + / Flt4 +細胞はin vitroで増殖でき、三系統分化能を示すことも示されました。 iPSC由来のFlt1+/Flt4+ CPCは成体心筋に移植され、成体心筋細胞の表現型および電気生理学的特性を持つ心筋細胞に強力に分化することが示された。^[15]

心筋は現在、再生能力が限られている組織として認識されており^[16] 、細胞移植の再生プロトコルのために体外で分離して増幅できるeCSCを保有したり^[17]、成長因子に反応してその場で複製および分化するように刺激したりできるため^[18]、この内因性の再生能力を利用して、失われた/損傷した心筋を自己の機能的な心筋で置き換えることが合理的になっています。