心筋細胞の識別

LEAPによる心筋細胞からの活動電位形態シグナルの測定と解析

心筋細胞の研究及び安全性試験などにおいて、活動電位の測定と解析は極めて重要です。本事例では、４種類のiPS細胞由来心筋細胞及び齧歯動物から得られた心筋細胞から、Maestro を用いて活動電位形態シグナルを測定しました。細胞種毎に特徴的な波形が得られました。

４種類のiPS細胞由来心筋細胞から得られたAPD 10-90% の平均と標準偏差を示す (iCell CM2 / n=20 wells、Cor.4U / n=17 wells、Coyne / n= 4 wells、Pluricyte / n=5 wells) 。
(A) 細胞種毎に異なる活動電位形態シグナルが得られた。APDはCor.4Uが最も短く、Pluricyte が最も長かった。ほとんどの細胞種において、活動電位終焉部の再分極フェーズにのばらつきが少なかったことから、APD90が再分極タイムポイントの有用な指標となることが示された。一方で、Coyne 心筋細胞では、再分極フェーズと比較して、プラトーフェーズのばらつきが少なかった。

(B)新生仔ラット心室筋初代培養から測定されたLEAPシグナル。心室筋細胞をペースメーカー細胞へと再プログラミングさせる転写因子であるTbx18 導入ラット心室筋細胞と、コントロールのGFP導入ラット心室筋細胞の波形には差異が見られた 。
(C) Tbx18導入ラット心筋細胞からは、コントロールGFPと比較して、短いAPD30及びAPD90が得られた。
(D)更に、Tbx18導入ラットからは、コントロールGFPと比較して、非常に高い拍動間隔変動係数が示された。

胎児の心筋細胞は、成人の心筋細胞には無い生来の自動性を示すことが報告されていることから、このような活動電位波形の差異は、ヒトiPS細胞由来心筋細胞の未熟性によるものと推察することも可能です。また、細胞種類による拍動頻度のばらつきは、ペーシングにて拍動頻度を一定化させることの重要性を提起しています。