2008年05月06日
最近よく聞く「ｉＰＳ細胞」ってなに？
最近、ニュースでよく聞く「ｉＰＳ細胞」。京大の山中教授が先に開発したとか、ドイツ系のバイエル薬品が先だとかで特許を巡る争いが始まってるようですが、そもそもｉＰＳ細胞って何？ということで、ちょっと勉強してみました。
ヒトｉＰＳ細胞（左）とＴＩＭＥ誌で「世界の１００人」にも選ばれた山中教授（右）
例によっていつものやつをお願いします 
◆再生医療で注目されている『万能細胞』とは？
多細胞生物の体細胞は全て同じＤＮＡを持ちますが、細胞分裂の過程でＤＮＡに部分的な「封印」が施されることで、細胞自身が作り出すタンパク質の種類が変わり、異なった細胞に分化していきます。今、なんでや劇場で扱われている免疫細胞もその一つ。ＤＮＡの封印の場所の違いが体細胞の違いというわけです。
体細胞分化の過程。分裂のたびにＤＮＡに異なる「封印」が施され、その違いが様々な体細胞を生む。
画像はこちらから頂きました。
通常、この封印は後戻りできません。だから、同じＤＮＡを持っていても、一度筋肉になった細胞は神経の細胞になることはできない。逆に、まだ封印の無い状態なら色々な細胞になることができる。ここに目をつけ再生医療に使おうと研究されてきたのが、いわゆる「万能細胞」で、ｉＰＳ細胞もその一つです。
「万能」といっても、実際には受精卵のように本当に何にでもなれるわけではなく、多能性幹細胞と呼ぶのが正しそうです（“理論的”には卵子・精子もできると山中氏も言っているようですが、まだまだ机上の空論らしい）。
さて、その多能性幹細胞として、今までも幾つかの細胞がマスコミ等で取り上げられてきましたが、素人には違いがサッパリ。Ｎｅｗｔｏｎ最新号によれば、こういうことのようです。
ＥＳ細胞（胚性幹細胞）
受精後３．５日目（６～７回分裂後）の「胚」から取り出した幹細胞。’８１年にマウス、’９８年にヒトで培養に成功。しかし、ドナーの受精卵を犠牲にしないと取り出せないという倫理問題と、ＤＮＡがドナーのものなので本人以外は拒絶反応を起こし使えないという課題が残った。
クローンＥＳ細胞
ドナーの受精卵に患者の核を移植し、一定の分裂の後、幹細胞として取り出したもの。受精卵への核移植でＤＮＡの「封印」が解かれる、というクローンの原理を応用。患者のＤＮＡを持つので拒絶問題は解決できるが、誰かの受精卵を犠牲にするという倫理問題は残る。
ｉＰＳ細胞
ＤＮＡの「封印」を解く『初期化因子』と呼ばれるタンパク質を生成する遺伝子を、患者の細胞内に人工的に送り込み、幹細胞状態に戻す。本人の細胞しか使わないので倫理問題も拒絶問題も生じない、ということで期待されている。
要するに、つくろうとする細胞はほとんど同じで、つくり方と、それによって起こる実用上の問題が違うということでした。
◆ウイルスを利用して遺伝子を送り込む
山中教授の功績は、この初期化因子＝「封印」を解くタンパク質と、そのタンパク質を作り出す遺伝子を４つまでに絞込み、実際にヒトの皮膚細胞から多能性幹細胞の作成に成功したことです。では、ｉＰＳ細胞ではどうやって初期化因子を細胞内に送り込むのでしょう？これにはなんと、私たちの病気の原因にもなるウイルスが使われています。
レトロウイルスという、ＲＮＡを遺伝子として持つウイルスの一派は、細胞内に入り込み自分の遺伝子を宿主のＤＮＡに組み込むことで増殖します。下はその一種であるＨＩＶウイルスがヒトの免疫細胞に感染する様子ですが、これと全く同じ方法で初期化因子を患者の核ＤＮＡに組み込み、発現させることで幹細胞に戻す、というのがｉＰＳ細胞の作りかた。
ＨＩＶの感染方法。レトロウイルスベクターの場合、⑤以降の自己増殖は起こさないらしい。画像はこちらから
遺伝子治療の分野では既に実用化されている方法で、この時使われるウイルスは「レトロウイルスベクター」（ベクターは“乗り物”の意）と呼ばれています。つまり、「無害なウイルス」を運び屋に使って、目的の遺伝子をＲＮＡの切れ端の形で細胞核まで送り込み、宿主ＤＮＡの組み換えを行うというもの。おいおい本当に大丈夫？という気もしますね。
◆ｉＰＳ細胞の問題点
いいところばかりが報道されてる感のあるｉＰＳ細胞ですが、やはりまだまだ課題は多いようです。最大の問題は、
もとのＤＮＡのどの部分が組み換わるかはウイルスのみぞ知る
というところ。レトロウイルスは侵入した細胞のＤＮＡの一部を切断し自らの遺伝子を割り込ませますが、どこに割り込むかはウイルス次第。そこに大事な遺伝子部分があれば細胞自体が異常化します。現に、この方法でうまくｉＰＳ細胞ができる確率は今のところ０．１％。しかも、この遺伝子治療法では、一見成功したように見えても時間が経過してから細胞ががん化する場合もある。つまり、ｉＰＳ細胞自体ががん細胞になる可能性もゼロではないのです。
「病を治す」。この一点で、元来敵だったウイルスさえ操作するまでに医療技術を高度化させてきた人間。しかし、その行為がもたらす影響の全貌が分かったわけではない。そして倫理問題と呼ばれる領域。今回のようなニュースを目にするたびに、知識と技術の先行に比べ、その知を使いこなすために必要な“グランドセオリー”は相変わらず全く進化していない、という気がします。
- by s.tanaka
- at 21:00
comments
先程、過去の記事ながらTBさせて頂いたのですが、反映されたでしょうか？
Newton最新号、もう読まれたようですね。私はまだ買えていないので、近いうちに手に入れたいと思っています。
「全能性」「多能性」は大学時代の講義でも少し聞きましたが（生物出身の私でさえ忘れかけていた）、
「全能性」は受精卵を含めどんな組織にもなれるのに対し、
「多能性」は生殖細胞のように一部なれないものもあるが、ほとんどの組織にはなれる、というものです。
現在、ある目的のため生命科学の授業を受けているのですが、担当の先生（医師）もiPS細胞に関しては
「山中先生はおくゆかしく『多能性』と仰せだが、恐らく全能性であろう」とおっしゃっていました。
あとは、やはり「癌化の問題のクリア」ですね。これが解決すれば、受精卵を壊すES細胞でなくこちらが主流になるでしょう。
確かに「自然の摂理」とは異なる事をすれば問題が生じるのは当然です。ただ、病気や大怪我などによる治療に役立つのなら、そうした問題点も考えながら、より良い使用法を見出して頂きたいです。
だから「特許争い」が先行してしまっているのが残念です。
＞さすらい人さま
コメントありがとうございます。ＴＢ、まだ反映されてないみたいです。少し時間がかかるのかな？
＞「全能性」
ＤＮＡだけでなく、細胞質や生体膜etcも含めた可逆性が解明・検証できれば、
いずれ皮膚細胞から生殖細胞をつくるなんてことも可能になるのかも知れませんね。
正直、ウイルスを利用するのも受精卵を利用するのも、必要ならばやって構わないと思います。
人間は、本能のルールから一部外れることも可能な神経細胞を手に入れ、それで生き延びてきた珍しい生物だと思うので。
ただ、仮に技術的には可能でも、ヒトという種として超えてはならない「摂理の領域」というのは多分存在していて、感情論や思想ではないところでそれを探してみようというチャレンジャーな試みが
このブログの主旨なのかなと感じています。
＞だから「特許争い」が先行してしまっているのが残念です。
優れた研究成果をものした先駆者に高い評価が与えられるのは当然ですが、
それが特許という利権争奪戦に直結してしまう世の中の仕組みというのは、
ホントになんとかならんかという感じですね。
＞さすらい人さんへ
＞先程、過去の記事ながらTBさせて頂いたのですが、反映されたでしょうか？
この件について調査してみたところ、どうやら、さすらい人さんがお使いのブログ（アメーバブログ）とのこのブログのシステムの相性がよろしくないらしく、TBが反映されないようです。
TB張っていただいたのに、申し訳ありません。
さすらい人さんのところに、これからもちょくちょくおじゃますることがあるかと思いますが、よろしくお願いします！！
「万能細胞」という言葉に引かれて、私もNewton最新号、読んでみました。（図がきれいで分かりやすかったです☆）
記事中にもありますが、iPS細胞は画期的な発見(?)である一方で、｢自然の摂理｣という観点から考えると、疑問を拭えない気がします。
医療などでそれを必要としている人がいる一方で、それってなんだか不自然な気がしてしまいます・・・。
人の命に関わることだけに、難しい問題ですね。
＞春風さま コメントありがとうございます。
＞人の命に関わることだけに、難しい問題ですね。
代理母、延命治療、遺伝子組み換え食品・・・。この種の話は本当に多くなりました。
「知ること」と「使うこと」の間こそが、一番重要な時代に入ったのだと思います。
もっと分かりやすくせつめいしてください。
コメントを入力してください
CCR5阻害剤のニュース記事を引用してブログを書こうと思っています。
HIV-thumb.gif
をお借りしたいと思いコメントさせていただきました。
あれっくちゅ さんへ
引用したいとおっしゃられた画像は、記事中にもあります通り万有製薬さんのヒト免疫不全ウイルス感染症という記事http://mmh.banyu.co.jp/mmhe2j/sec17/ch199/ch199a.htmlからお借りしているものです。
ご連絡はそちらへどうぞ。
あれっくちゅさんのブログをのぞかせていただきました。内容豊富で面白いですね！天候や化学系のお話が多いようですが、理系の出身ですか？
当ブログは生物史を扱っておりますので、よろしければまた読みに来てくださいね☆
質問です。レトロウイルスは分裂中の細胞にしか感染しませんが、レンチウイルスは分裂している細胞でも分裂していない細胞でも感染できるので、HIVウイルス由来のレンチウイルスベクターは、レトロウイルスとは言わないんではないでしょうか、、