細菌のホーミング能力で幹細胞が心臓組織に帰ることを可能に。心臓病に苦しんでいる人々に大きな可能性を提供。

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世界で初めて、科学者たちは幹細胞を心臓組織に向かわせる新しい方法を発見した。 英国のブリストル大学の研究者によって先導され、最近発表されたこの研究結果は、英国で全死亡の4分の1以上を引き起こす心血管疾患の治療の根本的な改善につながるという。

この英国王立化学協会のオープンアクセスジャーナルに掲載された論文は「幹細胞を心筋に向ける改変人工膜結合タンパク質（Designer Artificial Membrane Binding Proteins to Direct Stem Cells to the Myocardium.）」と題されている。
今日まで、患者またはドナーから採取して増殖し、患者の損傷した心臓組織を再生するために注入した幹細胞が有望な結果を生み出している。 しかし、これらの次世代細胞療法は実用化されつつあるが、幹細胞の分布に関連する重大な課題が残っている。循環細胞が接触する様々な組織シンクと心臓内の高い血流の組み合わせは、幹細胞の大部分が肺と脾臓に行き着くことを意味している。

現在、ブリストル大学の細胞分子医学部の研究者らは、幹細胞が心臓組織の「ホーム」になるように、幹細胞を特殊なタンパク質で修飾することによってこれを克服する方法を見つけた。
研究の筆頭著者であるAdam Perriman博士は、UKRI未来リーダーズフェローで細胞治療技術会社CytoSeek（ https://www.cytoseek.uk/ ）の創設者であり、次のように説明している。

心臓発作した患者を治療しようとしているのであれば、細胞が目的の場所に移動することはめったにない。我々の目的は細胞の膜を作り直すためにこの技術を使用することだ。注射すると、細胞は我々が選択した特定の組織に帰るだろう。」「我々は、いくつかの細菌細胞が病気になった組織を発見し帰ることを可能にする特性を持っていることを知っている。 我々の目的は、細菌細胞のホーミング能力を複製し、それを幹細胞に応用することであった。」

チームは、細菌細胞がアドヘシンと呼ばれるタンパク質をどのように使用して心臓組織に帰るのかを調べることで、この技術を開発した。 この理論を使用して、研究者らは、幹細胞の外側に「描く」ことができる、アドヘシンの人工的な細胞膜結合バージョンを作り出すことができた。 動物モデルにおいて、チームはこの新しい細胞修飾技術がマウスの幹細胞を心臓に届けることにより機能することを実証した。

Perriman博士はさらに、次のように述べている。「感染性細菌の心臓ホーミング特性はヒト幹細胞に転移することがわかった。マウスモデルで、改変アドヘシンタンパク質が自発的に幹細胞の原形質膜に挿入された。我々の知る限りでは、感染性細菌のターゲティング特性が哺乳類細胞に移ったのは今回が初めてである。この新しい技術は、現在英国で心臓病を患っている700万人の人々に大きな可能性をもたらす。」

Perriman博士のUKRI Future Leadersフェローシップは、Elizabeth Blackwell Instituteが資金提供したCatalystプロジェクトによって資金提供された研究に基づいている。 彼はまた、大学のBrisSynBioという総合科学研究センターのメンバーでもあり、Bristol BioDesign Instituteの一部であり、合成生物学の生体分子設計と工学的側面に焦点を当てている。Perriman博士は、再生工学のための新しい合成生体分子システムの構築と研究に関する先駆的な研究でよく知られている。

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ヒト間葉系幹細胞は、改変タンパク質によって「塗装」された後に緑色蛍光を示す。 (Credit: University of Bristol)

BioQuick News:Scientists Apply Bacterial Homing Capability to Enable Stem Cells to Home to Heart Tissue; Approach Offers “Enormous Potential” for Millions Suffering from Heart Disease Around the Globe

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