ヒトC-KIT+心臓前駆細胞における心臓遺伝子発現の転写因子誘導活性化

C-KIT+心臓前駆細胞（CPC）の移植は、筋膜後梗塞左心室機能障害を有意に緩和しますが、レシピエント心臓の外因性CPCによる心筋細胞の生成はしばしば限られています。再生心臓細胞療法の有効性を改善するには、堅牢な分化を誘導する必要があります。ヒトC-KIT+ CPCの分化は、心臓転写因子（TFS）でそれらをプライミングすることで強化できるという仮説を評価しました。5つの異なるTF（GATA4、MEF2C、NKX2.5、TBX5、およびBAF60C）を単独または組み合わせてCPCSに導入し、定量RT-PCRを使用して主要な心臓細胞タイプに関連するマーカー遺伝子の発現を調べました。個別に導入されると、GATA4とTBX5は筋細胞マーカーのサブセットを誘導しました。さらに、GATA4のみが平滑筋細胞および線維芽細胞マーカーを有意に誘導しました。興味深いことに、GATA4によってもたらされるこれらの遺伝子発現変化には、形態学的変化も伴いました。対照的に、MEF2CとNKX2.5は、CPCでの心臓遺伝子発現の開始においてほとんど効果がありませんでした。驚くべきことに、異なる組み合わせで複数のTFを導入することは、ほとんど相乗的に作用することができませんでした。同様に、GATA4および/またはTBX5にBAF60Cを添加しても、心臓遺伝子の発現に対する効果はさらに強化されませんでした。我々の結果に基づいて、GATA4はCPCの複数の心血管系統に関連する遺伝子発現プログラムを増強することができ、GATA4が幹細胞療法の環境の強化された分化のためにCPCをプライミングするのに効果的である可能性があることを示唆しているようです。

Although transplantation of c-kit+ cardiac progenitor cells (CPCs) significantly alleviates post-myocardial infarction left ventricular dysfunction, generation of cardiomyocytes by exogenous CPCs in the recipient heart has often been limited. Inducing robust differentiation would be necessary for improving the efficacy of the regenerative cardiac cell therapy. We assessed the hypothesis that differentiation of human c-kit+ CPCs can be enhanced by priming them with cardiac transcription factors (TFs). We introduced five different TFs (Gata4, MEF2C, NKX2.5, TBX5, and BAF60C) into CPCs, either alone or in combination, and then examined the expression of marker genes associated with the major cardiac cell types using quantitative RT-PCR. When introduced individually, Gata4 and TBX5 induced a subset of myocyte markers. Moreover, Gata4 alone significantly induced smooth muscle cell and fibroblast markers. Interestingly, these gene expression changes brought by Gata4 were also accompanied by morphological changes. In contrast, MEF2C and NKX2.5 were largely ineffective in initiating cardiac gene expression in CPCs. Surprisingly, introduction of multiple TFs in different combinations mostly failed to act synergistically. Likewise, addition of BAF60C to Gata4 and/or TBX5 did not further potentiate their effects on cardiac gene expression. Based on our results, it appears that GATA4 is able to potentiate gene expression programs associated with multiple cardiovascular lineages in CPCs, suggesting that GATA4 may be effective in priming CPCs for enhanced differentiation in the setting of stem cell therapy.