心筋梗塞後の心再生：Nfyb/Nr3c1 二重制御による心筋細胞の細胞質分裂誘導

心筋梗塞（MI）は世界的に主要な死因の一つであり、機能性心筋細胞の大量喪失と線維化を引き起こし、進行性の心不全へと至ります。哺乳類の成人心筋細胞は再生能力が極めて低く、損傷後の修復には不十分です。成人心筋細胞の増殖における最大の障壁は、核分裂は起こっても細胞質分裂（cytokinesis）が完了しない点にあります。この細胞質分裂の阻害を解除し、安全に心筋細胞の増殖を誘導する戦略の確立が、心筋梗塞後の治療法開発において急務となっています。

本研究は、多モデル統合解析により、心筋細胞増殖を制御する「二重制御システム」を特定しました。具体的には、増殖を促進する転写因子 Nfyb と、増殖を抑制する因子 Nr3c1 が拮抗的に作用していることを発見しました。Nfyb の過剰発現は細胞周期遺伝子の転写を促進し、Nr3c1 の抑制は細胞質分裂の阻害を解除します。この二つの介入を組み合わせることで、単独では得られない相乗効果により、心筋細胞の細胞質分裂と心再生が劇的に促進されることが示されました。

• Nfyb は心筋細胞増殖のアクチベーターとして機能し、細胞周期遺伝子（Cdc20, Plk1 など）の発現を誘導する。
• Nr3c1（グルココルチコイド受容体）は成熟心筋細胞の機能維持に関与し、その抑制が細胞質分裂を促進する。
• 心不全患者の心筋組織では、Nfyb 陽性細胞が減少し、Nr3c1 陽性細胞が増加していることが確認された。

研究では、細胞質分裂中の心筋細胞を特異的に標識する Aurkb-tdTomato レポーターマウスと、細胞質分裂完了後の新規心筋細胞を定量する MADM （Mosaic Analysis with Double Markers）マウスを組み合わせた革新的なアプローチが採用されました。これにより、単細胞 RNA シーケンシング（scRNA-seq）を用いた詳細なトランスクリプトーム解析が可能となりました。治療戦略としては、薬物誘導型スプライシングモジュール（DreAM）を用いた Nfyb の過剰発現と、CRISPR/enOsCas12f1 による Nr3c1 のノックアウトを、心筋特異的 AAV9 ベクターで同時に投与する「時空間制御型二重ターゲットシステム」を開発しました。

• Aurkb-tdTomato マウスと MADM マウスを用いた細胞質分裂段階の精密なトランスクリプトーム解析。
• 薬物（risdiplam）応答性プロモーターによる Nfyb の制御発現と、CRISPR/enOsCas12f1 による Nr3c1 の効率的な遺伝子編集。
• 心筋梗塞マウスモデルおよびヒト iPS 細胞由来心筋細胞（hiPSC-CMs）で作製した人工心臓組織（EHT）での有効性検証。

本研究は、心筋梗塞後の心再生を誘導する新たな治療パラダイムを示しました。Nfyb/Nr3c1 の二重制御は、心筋細胞の増殖を誘導するだけでなく、心機能の改善（左室駆出率の向上）や梗塞面積の縮小をもたらしました。特に、ヒト iPS 細胞由来の人工心臓組織においても同様の増殖促進効果が確認されており、臨床応用への高いポテンシャルが示唆されています。薬物応答性の遺伝子治療システムは、投与量やタイミングを制御可能なため、安全性を確保しつつ心再生を誘導する有望な戦略となります。

本研究で用いられた MADM マウスや Aurkb-tdTomato レポーターマウスは、心筋細胞の増殖動態を解析する上で不可欠な研究ツールです。また、AAV9 ベクターを用いた遺伝子治療プラットフォームや、CRISPR 技術による遺伝子編集は、創薬研究や前臨床評価において重要な技術基盤となります。Cyagen では、心疾患モデルの作成や遺伝子編集マウスの提供、および AAV ベクターの作成・評価サービスを通じて、このような最先端の研究を支援しています。特に、心筋特異的ノックアウトや過剰発現マウスの作成は、本論文の知見をさらに深化させるための重要なリソースとなります。