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ヒト多能性幹細胞の一層の初期化成功

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ヒト幹細胞研究で新しい突破口が開けた。胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)など既存のヒト多能性幹細胞に2 つの遺伝子を発現させて、より発生初期に近いナイーブ型多能性幹細胞を作製するのに、英ケンブリッジ大学の高島康弘研究員とオースチン・スミス教授らが初めて成功した。ヒトの生命の発生初期に迫る発見である。安定して培養できるため、再生医療の有用なツールにもなりそうだ。欧州バイオインフォマティクス研究所のポール・ベルトーネ博士、英ベイブラハム研究所のウルフ・レイク教授との共同研究で、9月11日の米科学誌セルに発表した。

多能性幹細胞は私たちの体を構成するあらゆる細胞や組織になる能力を持つが、ナイーブ型とプライム型に大別される。より未分化な状態のナイーブ型は、マウスでキメラ(同一個体内に遺伝的に異なる細胞が混ざること)を作ることもでき、遺伝子改変マウス作製に用いられている。これに対し、通常のプライム型はキメラ形成能を持たない。ヒトの多能性幹細胞は、ES細胞、iPS細胞ともにプライム型で、多能性にも限界があると推測されている。

研究グループは、ヒトES細胞にNANOGとKLF2という遺伝子を一時的に発現させたところ、ナイーブ型のマウス多能性幹細胞とよく似た特徴を持つ細胞を作製できた。この細胞をリセット細胞と名付けた。このリセット細胞は安定して自己複製し、神経細胞や心筋細胞といった他の細胞に分化することができた。蛍光タンパク質で標識したリセット細胞をマウス初期胚に移植すると、ごく初期だけだが、ナイーブ型多能性幹細胞に特徴的なキメラ形成能があることも確かめた。

遺伝子の発現を抑制する実験でも、リセット細胞はナイーブ型多能性幹細胞に似た挙動を示すことを実証した。一連の実験と解析から、研究グループは「リセット細胞が、ES細胞やiPS細胞など既存のヒト多能性幹細胞よりも初期化したナイーブ型である」と結論づけた。

高島康弘研究員は「生命の発生を1冊のノートに例えると、プライム型はすでに書き込みのあるノートと考えることができる。私どもが作製したリセット細胞は、書き込みをできる限り消して、白紙に戻したノートである。いずれの用途にも使える可能性が大きい。ヒト胚は倫理上研究材料として用いることが難しかった。しかし、今後、このノートを出発点として、どのようにヒトの生命が始まっていくのか、生命科学の理解がより深まっていくだろう。また、これまで難しかった組織へ分化させる技術の開発など、再生医療への応用の可能性も増す」と期待している。

発生段階が異なるマウスとヒトの多能性幹細胞の位置づけ
図. 発生段階が異なるマウスとヒトの多能性幹細胞の位置づけ

ヒトES細胞(左)にNANOGとKLF2という遺伝子を一時的に発現させて作製したリセット細胞(右)
写真. ヒトES細胞(左)にNANOGとKLF2という遺伝子を一時的に発現させて作製したリセット細胞(右)
(いずれも提供:高島康弘ケンブリッジ大学研究員)


関連リンク
科学技術振興機構(JST) プレスリリース


当サイトの過去の関連記事
・2013年3月28日ニュース「ヒトiPS細胞を生きたまま可視化


関連動画サイト
・サイエンスニュース2013「細胞から組織・臓器へ 再生医療の様々なアプローチ
・サイエンスチャンネル「科学のフロンティア」「(14)私の中の細胞が解き放つ未来 生命科学・再生医療に革新をもたらす多能性幹細胞研究


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