心血管疾患：低酸素が成体マウスでの心臓再生を誘導する

成体哺乳類の心臓は、心筋細胞喪失後に再生することができず、これが心筋症の持続的かつ重大な影響の主な原因となる。最近、哺乳類の心臓は有糸分裂を終えた器官ではないことが明らかになってきた。例えば、新生仔の心臓は喪失した心筋を再生することができ、成体の心臓もわずかな自己再生が可能である。これらの事象のいずれにおいても、心筋細胞の再生は既存の心筋細胞の増殖を介して起こり、好気的呼吸が誘導する酸化的DNA損傷により抑制される。従って、我々は全身性の低酸素血症を誘導することで好気的呼吸を抑制すると、酸化的DNA損傷が軽減され、これによって成体哺乳類で心筋細胞の増殖が誘導されるとの仮説を立てた。今回我々は、マウスで吸気酸素を1％ずつ段階的に減少させ、7％で2週間維持することで、全身を過酷な低酸素状態に徐々に曝露すると、結果として酸化的代謝の抑制、活性酸素種産生と酸化的DNA損傷の減少、心筋細胞の有糸分裂の再活性化が起こることを報告する。特に注目すべきことに、心筋梗塞誘導1週間後に低酸素状態に曝露すると、心筋繊維化の減少と左心室収縮機能の改善を伴うロバストな再生応答が誘導されることが分かった。さらに、遺伝的予定運命解析により、新たに形成された心筋が既存の心筋細胞に由来することを確認した。これらの結果から、全身を低酸素状態に徐々に曝露することで、成体哺乳類心臓の内因性再生能力を再活性化できることが明らかとなり、再生医療における低酸素の治療的役割の可能性が明らかになった。

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