日本發現Tbx6基因，開發成功新型心肌生成技術

日本築波大學醫學醫療系、慶應義塾大學醫學部及日本產業技術綜合研究所組成的研發小組發現，只需注入Tbx6基因，就能從成纖維細胞（fibroblast）以及小鼠和人類的多能乾細胞直接誘分化心臟中胚層細胞。

目前，從多能乾細胞誘導分化成心肌細胞的常用方法是，首先利用多種體液因子誘導心臟乾細胞，即心臟中胚層細胞，然後再誘導生成心肌細胞。但這種方法有以下3個問題：1)誘導過程複雜、2)誘導效率不穩定、3)體液因子價格昂貴。作為新的心臟再生方法，有研究人員提出了在心臟中心肌以外的心臟成纖維細胞中注入心肌誘導基因，直接在小鼠體內生成心肌細胞的方法，但存在無法生成心肌以外的血管細胞等課題，而且生成的心肌細胞無法增殖。

在此次研究中，研發小組發現了從成纖維細胞直接誘導心臟中胚層細胞的基因Tbx6。把Tbx6注入到小鼠ES細胞（胚胎乾細胞）以及人iPS細胞（誘導性多能乾細胞）等多能乾細胞中後，生成了不使用體液因子即可高效增殖的心臟中胚層細胞，並成功誘導為心肌細胞和血管細胞。經研究確認，Tbx6是通過臨時增加對心臟發育至關重要的Mesp1和BMP4基因表達來誘導心肌細胞的。此外還發現，通過調節Tbx6的表達周期，還能同樣誘導從中胚層分化而來的骨骼肌和軟骨細胞，而且不僅限於心臟，Tbx6還是控制多能乾細胞的整體中胚層分化的重要因子。

此次研究開發了新的心肌和血管細胞生成方法，通過注入Tbx6，無需使用體液因子。由於這種新方法不使用昂貴的體液因子，預計能將心肌誘導法的成本削減約80％，為再生醫療和心肌細胞生成做出巨大貢獻。尤其是在藥劑開發的篩選中，低成本的人類心肌細胞生成方法備受期待。今後，為了推進可用於新葯開發和心臟毒性篩查的心肌細胞培養套裝的實用化，將利用此次開發的通過Tbx6基因從小鼠和人類多能乾細胞中誘導心肌細胞的方法繼續開展研究。如果能通過這些研究，以低成本實現穩定的人類心肌細胞供應，將向心臟再生醫療的實現邁出一大步。

相關論文已發表在2018年8月10日的《Cell Stem Cell》上。

圖2：利用Tbx6從小鼠ES細胞誘導的心肌細胞

利用Tbx6基因從小鼠ES細胞誘導為心肌細胞（用綠色為心肌結構蛋白肌鈣蛋白T染色，用藍色為細胞核染色）。在高倍放大圖（右上）中可以看到心肌橫紋結構。比例尺為100μm

圖3：Tbx6控制來自乾細胞的中胚層和心肌誘導

通過Tbx6表達從多能乾細胞誘導心臟中胚層。誘導後如果Tbx6表達消失，心臟中胚層分化為心血管細胞，如果表達持續，則誘導軸旁中胚層，分化為肌肉骨骼細胞。

文 客觀日本編輯部