内皮細胞外小胞は工学的に構築されたヒト心筋組織における血管の自己構築を促進する

要旨 工学的心筋組織における複雑で安定した血管の形成は、生理的に関連した心臓モデルを構築する上で重要な障害を示しています。本研究では、内皮細胞（EC）、間質細胞、ヒトiPSC由来心筋細胞（CM）をフィブリンハイドロゲル内に組み込んだ心臓血管発生の3Dモデルを実施しました。CMの存在は3D組織内での血管形成を妨害し、内皮活性化マーカーの上方制御をもたらし、培養上清のプロテオーム解析によって明らかにされたように工学的組織における細胞外小胞（EV）シグナルが変化しました。CM及びEC由来のEVのmiRNA配列解析により、心臓血管発生において異なる役割を果たすと推定される重要なEV-miRNAが明らかになりました。特に、EC-EVではlet-7ファミリー及びmiR-126-3pが含まれています。CMが存在しない場合、CM-EVをEC単層に補充すると、ECの移動および再生が抑制され、3D血管組織に適用した際には短く不連続な自己構築血管が形成されました。一方、EC-EVを3D血管化心筋組織の組織培養媒体に補充すると、CMが血管の自己構築に与えるいくつかの有害な影響が軽減され、CMの存在下で形成された血管チューブの平均長及び連続性が向上しました。直接的なトランスフェクションにより、EC-EVの主要なmiRNAであるlet-7b-5p及びmiR-126-3pが連続した血管ネットワークの維持を改善する効果を確認しました。バイオファブリケーションされた心筋組織及びマイクロフルイディックデバイスに対するEC-EVの補充は、組織の血管化を促進し、心筋の強化された灌流可能なマイクロフルイディックモデルの設計におけるこのアプローチの使用を示しています。