1.小児拡張型心筋症は.小児にとって重大な健康リスクであり.特異的な治療法はありません。 拡張型心筋症（DCM）は.中国では人口10万人あたり約84人が発症する原因不明の心筋症群です。 DCMの病態は.片側または両側の心室の拡大.収縮機能の低下.心筋線維の肥大.核の圧密・変形・消失.線維組織の増加によって特徴づけられる。
ジギタリス.利尿剤.血管拡張剤.神経内分泌拮抗剤.成長ホルモン.大量免疫グロブリンなどの基本的な薬剤は.一部のDCMの子どもたちの予後を改善することがありますが.問題の根本原因を解決できるものではありません。 左室減圧により左室機能が有意に改善されるとする研究者もいるが.院内死亡率は10～20％と高く.2年生存率は60％に過ぎない。症候性心筋症の子供のほぼ50％が心臓移植を必要とするか.2年以内に死亡しているのだ。 したがって.小児DCMの予後を改善するために.新しい治療法を革新的に探求することは.臨床的に非常に重要なことです。
2.細胞性心筋形成術は.小児期のDCMに新たな治療の希望をもたらします。Bergmannらは.心筋細胞のDNAに炭素14を組み込んで心筋細胞の年齢を測定したところ.通常のライフサイクルで50％以上の心筋細胞が炭素14の交換を示すことを見出し.ヒト心筋細胞が自己再生能力を持つことを確認し.心筋再生治療の強い理論的根拠とした。
虚血性・非虚血性心疾患に対する心筋再生療法は.幹細胞移植.成長因子・遺伝子導入.心筋組織の遺伝子工学など.心強い進歩を遂げている。 移植に用いる種細胞としては.骨格筋筋原細胞.骨髄細胞.循環血液由来前駆細胞.子宮内膜MSC.成体精巣組織多能性幹細胞.中皮幹細胞.脂肪由来間質幹細胞.胚性幹細胞.人工多能性幹細胞.骨髄MSCが挙げられる。
移植する種細胞の選択は.原疾患の種類によって異なる。急性心筋梗塞の場合は.心筋の壊死を抑え.血流を増加させる能力を持つ細胞を選択すべきであり.心不全の場合は.心筋の再生.心筋のアポトーシス機構の逆転.ストローマ細胞プロセスの活性化などの能力を持つ細胞を選択すべきであるとされている。 移植された種細胞は.心筋梗塞の瘢痕と線維化の範囲を縮小し.心筋活動を改善し.局所的な心室拡張を抑制し.心室コンプライアンスとパラクライン効果を改善することにより.心室機能を改善する。 このデータから.心機能の改善と.移植した種細胞の標的組織領域への侵入数には.有意な用量効果関係があることがわかりました。
移植された種細胞が標的組織領域に入る過程は細胞ホーミングと呼ばれ.ホーミングする細胞の数が細胞移植の効果を決定する。活性新生血管領域への細胞ホーミングは.化学誘引物質（間質細胞由来因子-1など）.化学誘引受容体.細胞間シグナリング.接着分子.プロテアーゼの相互作用に依存する複雑な過程である。
心臓自身の心筋細胞と移植した種細胞の間のギャップ結合や電気的な情報交換はまだ観察されていない。また.移植した種細胞の死は.虚血.アポトーシス.炎症反応に起因し.細胞移植の効果を著しく低下させる。 したがって.組織工学的技術.前血管形成技術.前適応技術など.細胞の生存と分化を改善する技術の開発は.細胞移植の成果を向上させるために大きな意義がある。
細胞を用いた心筋形成術の適応症または適応となりうる疾患は.心筋梗塞.特発性DCM.糖尿病性心筋症.シャーガス病.虚血性僧帽弁閉鎖不全症.心筋緻密化不全.小児心筋症.外科的心室再建関連疾患などである。 非虚血性心筋症は虚血性心筋症に比べ.心筋細胞移植術の効果が大きいことが分かっています。 細胞原性心筋形成術は.小動物モデルや特発性・アドリアマイシンDCMのイヌモデルで成功し.心臓を停止させる結果を得ており.特発性DCMの患者さんではすでに臨床試験が進められています。
非虚血性心筋症では心筋灌流が虚血性心筋症患者ほどひどく阻害されないため.移植された種細胞はこれらの宿主心筋でよく生存すると推定される。 小児のDCM患者の病因は成人のそれとは異なることを考慮すると.小児DCM患者は細胞原性心筋形成術の理想的な適応としてより適しており.この技術がより有益である可能性が高いです。 間葉系幹細胞.胚性幹細胞.人工多能性分化幹細胞は.小児心筋症患者の種細胞として使用できることが研究で明らかにされています。
3.臍帯血幹細胞は.小児DCM患者における細胞心筋形成術の種細胞として実現可能である。
理論的には.胚性幹細胞や人工多能性分化幹細胞は.心筋症の小児患者における細胞性心筋形成術の理想的な種細胞であるが.前者は供給源が限られ倫理的問題があり.後者は培養過程で誘導物質の添加が必要で.培養液自体が種細胞や心筋細胞へ及ぼす影響がまだ明らかではないため.臨床応用は大きく制限されほとんどが動物実験の域に留まっている。 後者については.培養液そのものが種細胞や心筋細胞に与える影響と同様に.まだ解明されていない。 間葉系幹細胞（MSC）は.自己複製能を持つ多能性分化幹細胞の一種で.成人の骨髄やその他多くの組織に存在する細胞である。
MSCは骨髄から分離され.骨芽細胞.脂肪細胞.軟骨細胞.筋肉細胞.腱細胞など様々な細胞に分化することが可能です。 このため.骨髄中のMSCは万能細胞として知られている。 近年.損傷した心筋の修復を目的とした骨髄間葉系幹細胞移植の応用が国内外で注目されています。多くの研究により.間葉系幹細胞移植が心筋の炎症反応の抑制.心筋細胞のアポトーシスの抑制.心筋内血行再建を促進することが確認されており.DCMの動物モデルにおいて明らかな治療効果が認められ.臨床試験では.成人のDCMにおいて早期の心室機能改善効果が得られています。 臨床試験において.MSCの移植は成人のDCMにおいて心室機能を有意に改善しました。
しかし.骨髄MSCの供給源は限られており.その入手には侵襲性があること.骨髄中の分化能を有するMSCの数は年齢とともに減少すること.誘導した骨髄MSCの心筋細胞への変換効率は低いことなどが課題として挙げられる。 骨髄採取は.子どもにとって非常に不便であり.子どもや親に受け入れられず.また.子どもから採取される骨髄の量も少ないのが現状です。 これらの要因は.小児DCM患者への骨髄移植の使用を大きく制限し.また骨髄移植の成績にも深刻な影響を及ぼす。
4.小児のDCM治療における臍帯血幹細胞末梢筋ルートによる移植の根拠。
静脈系による種細胞の注入は.投入された細胞のほとんどが肺.肝臓.脾臓にとどまり.心筋組織に帰巣しないため.心筋再生に有用でないことが実証されている。 現在.細胞性心筋形成術の種細胞は.心外膜ルート.心内膜ルート.冠動脈内ルートが主な移植経路となっています。 心外膜ルートは.主に外科手術.胸腔鏡手術.ロボット手術によって達成され.移植部位の露出がよく.注入部位が正確で.複数回の注入が可能という利点がありますが.この方法では.全身麻酔や手術そのものに伴うリスクを患者が負う必要があり.特に小児のDCM患者には難しいものです。
心内膜ルートと冠動脈内ルートは.いずれもカテーテルを用いた細胞移植技術で.侵襲性が低く.比較的簡単に実施でき.複数回繰り返すことができますが.いずれも小児患者には全身麻酔または局所麻酔が必要で.カテーテル手術そのものに伴うリスク.特に重度の不整脈や血管障害といった後者に伴う合併症のリスクがあります。 心内膜ルートでは.心臓カテーテルで心室内の移植部位を特定することが比較的困難であり.注入時に種細胞が消失するリスクが高く.移植の効果が低下する。一方.冠動脈内ルートでは.種細胞が基底膜を通って心筋に移動できるかどうか理論的に不明であり.この手法ではマイクロエンボリズムのリスクがある。
さらに.3つのルートとも心臓に新たな有害な瘢痕組織や石灰化を引き起こし.新たな重症不整脈を誘発したり.心機能をさらに悪化させたりする可能性があります。 そのため.より低侵襲で.麻酔を必要とせず.簡単に実施でき.再現性があり.安全で.小児DCM患者に適した種子細胞移植法の開発が急務となっています。
MSCの筋肉内注射は筋ジストロフィーを改善することが示されているため.心筋症を伴うジストロフィー患者はMSCの筋肉内注射に適している。これまでの研究で.骨格筋に筋肉内注射したMSCは他の組織へ移行しないことが確認されている。 新たにShabbirらは.拡張型心筋症のハムスターモデルを用いて.骨髄MSCの栄養効果を十分に活用し.非侵襲的に幹細胞を投入する方法を革新した。
すなわち.MSCおよびMSCの調整培養液を筋肉内に注入したところ.心筋短軸短縮が40％増加.心筋組織毛細血管および心筋核密度がそれぞれ30％と80％増加.心筋アポトーシスが60％減少.心筋線維化が50％減少.心筋細胞再生の証拠に細胞周期マーカー（Ki67およびリン酸化ヒストンH3）が認められた。 の発現が2倍増加し.心筋細胞の直径が平均13％減少した。循環レベルの肝細胞成長因子.白血病移植因子.マクロファージモノクローン刺激因子が有意に増加した。
Yooらは.成人の骨髄.精巣組織.臍帯血.臍帯組織由来のMSC間で分泌因子に有意差はなく.肝細胞増殖因子.トランスフォーミング増殖因子β.シクロオキシゲナーゼ-1（COX-1）とCOX-2の発現に変化はないことを見いだしました。 このことから.臍帯血由来MSCと骨髄由来MSCは.同様の栄養効果を持つことが示唆された。 したがって.臍帯血幹細胞を末梢筋ルートで移植することで.臍帯血幹細胞の栄養効果やパラクライン効果を利用した小児のDCM治療が期待されます。