プロトコール・研究材料

プロトコール、研究材料については、CiRAのホームページをご覧ください。Materials, Protocols

研究概要

私たちはマウスの線維芽細胞に4つの遺伝子(Oct3/4,、Sox2、Klf4およびc-Myc)を導入することにより、ES細胞と性質の良く似た人工多能性幹(induced pluripotent stem, iPS)細胞の樹立に成功しました。 さらに私たちはマウスと同じ遺伝子セットを用いてヒトiPS細胞の作製にも成功しました。ヒトiPS細胞は報告されているヒトES細胞に類似した形態を示しました。

iPS細胞樹立に用いたレトロウイルス由来のc-Myc遺伝子の再活性化によりキメラマウスやその子孫マウスに腫瘍が発生することが分かり、臨床への応用には安全面での問題が考えられました。患者固有のiPS細胞は創薬、再生医療、宿主ゲノムへのウィルス組み込みに有効ではありますが、腫瘍が発生する危険性は高くなります。

私たちはiPS細胞作製の条件を改良することでレトロウイルスのc-Mycを用いず3因子だけでマウスおよびヒトの線維芽細胞からMyc-(マイナス)iPS細胞を樹立することに成功しました。Myc- iPS細胞由来のキメラマウスで腫瘍の形成はほとんど認められていません。また、マウスの肝臓や胃の細胞からもiPS細胞の樹立に成功しました。

レトロウイルスを用いて作製されたiPS細胞には腫瘍発生等のリスクが考えられます。そこで我々は宿主ゲノムへ取り込まれない方法でiPS細胞の樹立を試みました。プラスミドを用いて4つの遺伝子をマウス線維芽細胞に導入する事でiPS細胞の樹立に成功しました。

iPS細胞の安全性の確保は臨床応用へ向けて避けて通れない道です。我々はマウスiPS細胞を神経前駆細胞に分化誘導し、それをマウスの脳に移植することでどのようなiPS細胞が安全なのか見分けることが可能になってきました。

iPS細胞の樹立効率が低いことは樹立当初からの大きな問題でした。我々はこの効率の低さが癌抑制遺伝子p53に関わることを突き止め、効率の上昇化に成功しました。さらに、低酸素状態で樹立を行なうと効率が上昇することも明らかにしました。

これまでヒトiPS細胞の樹立・維持培養にはマウス由来のフィーダー細胞を使ってきました。再生医療への応用を考えた時、異種物質の混入は避けなければなりません。我々は自己由来の線維芽細胞からフィーダー細胞とiPS細胞の両方を作り出すことに成功し前述の問題を解決する一つの方法を提示しました。

c-Mycを用いたiPS細胞由来のキメラマウスにおいて高頻度で腫瘍が発生することが問題でありました。c-Mycを除く3因子でiPS細胞を樹立することでこの問題は解決されましたが、最近の研究結果からiPS細胞の質を比較した場合c-Mycを用いる必要があることが判明しました。我々は腫瘍化リスクが低く、かつ質の良いiPS細胞を作り出す方法を探索し、MycファミリーのひとつであるL-Mycを見いだしました。L-Mycは効率よく、質の良い、安全なiPS細胞を作り出す働きがあることが分かり、今後の臨床応用へまた一歩進んだと考えられます。

今後は、臨床への応用、病気の原因究明や薬の薬効の検討にも応用していきたいと考えています。より安全なiPS細胞の作製方法を樹立することで、再生医療における安全面での懸念を解消していきたいとも考えています。