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心筋スフェロイドは、心不全や虚血性心疾患に対する再生医療の細胞移植候補として着目される一方、拍動機能や同期現象を評価できる三次元心筋モデルとして、不整脈関連メカニズムの検討や創薬開発にも貢献し得ると期待されています。当グループは、微小な心筋スフェロイドの拍動周期・パターンを定量的に解析する計測技術と実験条件を開発し、単一スフェロイドの拍動に加え、複数スフェロイド間の同期現象やシグナル伝播挙動を評価してきました。特に、圧縮率や接触条件の違いによって拍動・同期挙動がどのように変化するかに着目し、電気生理学的評価と組み合わせた計測を進めてきました。講演では、これまでに得られた技術的知見をもとに、構築してきた拍動計測プラットフォームと機能評価の実例を紹介します。

EHEC感染症の主要な病原因子である志賀毒素 (Stx)は、Stx1とStx2に大別される。これらの細胞障害活性は同程度だが、マウス個体ではStx2が数百倍強毒であり、臨床的にもStx2産生菌の感染が症状の重篤化と密接に関係する。しかしなぜStx2のみが個体強毒性を示すか不明であった。我々は、細胞に侵入したStx2の一部が、エクソソーム結合型 (exo-Stx2)として細胞外へ放出されており、これこそが個体強毒性の本体であることを見出した。その産生機構の解析からGSK3βおよびSrcがexo-Stx2の形成・放出経路に関与することが明らかとなり、マウスモデルにおいてGSK3β阻害剤またはSrc阻害剤の投与により、血中exo-Stx2量の減少と生存期間の大幅な延長に成功した。本成果より、毒素の細胞内輸送制御というユニークな戦略に基づく新規EHEC治療法の確立が期待される。