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北京大学・Hongkui Deng氏らを中心とする研究グループはこの度、iPS細胞を7つの化学物質のみにより生成することに成功したと発表しました。この研究成果により、ガン化を引き起こさない安全なiPS細胞を効率的に生産することが可能になるものと期待されています。

iPS細胞とは？

iPS細胞とは “induced Pluripotent stem Cells” の略称で、要するに人工的に誘導した多能性細胞ということです。

生体内には様々な種類の細胞がありますが、基本的に細胞はどれも一揃いの遺伝子を持っています。発生初期段階での細胞はどの細胞にも分化できる多能性を持っているのですが、途中でそれぞれの役割に応じて特定の遺伝子を選択的に発現するようになり、必要のない遺伝子の発現は抑制されてしまいます。iPS細胞は「この抑制を解くことが出来れば多能性の細胞を誘導できるのでは？」というのが基本的な発想です。

京都大学の山中伸弥教授は、2006年にマウスで、2007年にはヒトにおいて、このiPS細胞を誘導することに成功しました。ES細胞と異なり倫理的な問題が少なく、移植の際の拒否反応も起こらないことから、医療への応用などに大きな影響を与えました。

しかしiPS細胞にも問題はありました。それは、細胞がガン化することです。

iPS細胞から分化したがん細胞。

iPS細胞の作成では、材料となる細胞を初期化するために山中氏が同定した4つの因子（Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc）を導入します。

この際に「レトロウイルスベクター」というものを使用するのですが、このベクターは既存のDNAの中に前述した因子を組み込むため、導入先のDNAを損傷させることでガン化を引き起こしてしまう可能性がありました。

また、前述した4つの因子のひとつ “c-Myc” はガン原遺伝子であり、この遺伝子の異常は細胞のガン化につながることも知られています。 

ガン化を抑えるための試行錯誤

この問題を克服するために、世界中で様々な研究チームが試行錯誤しています。例えば、c-Mycを使わずにiPS細胞を誘導する方法の開発や、レトロウイルスベクターを使わずに「センダイウイルスベクター」を用いた研究成果などが報告されています（センダイウイルスは既存のDNAへの組み込みを行わない）。

センダイウイルスにより作製されたiPS細胞。（引用元: 産総研ウェブサイト）

また、別のアプローチとしては遺伝子を導入するのではなく、化学物質によりiPS細胞を誘導しようという試みも取られてきました。これまで、前述した4つの遺伝子のうち3つまではある種の化学物質で置き換え可能であることが示されていたものの、”Oct4″ だけは代替となる物質が見つかっていませんでした。

このような状況に際して、Hongkui Deng氏らの研究グループは、 “Oct4″ の代替となる物質を見つけるために、1万種にも及ぶ化学物質のテストを実施。その結果、これまでに見つかっていた4種類（VPA、CHIR、616452、Tranylcypromine）に、新たに見出した3種類（FSK、DZNep、TTNPB）を加えた計7種類の物質によって、遺伝子導入と同程度の効率でiPS細胞を誘導できることが示されました。

さらに重要なことに、この方法で作ったiPS細胞から作出したキメラマウスは、これまでの方法で作出したものよりも生存率が高いことも示されています。 

化学物質のみによる誘導は、これまでの遺伝子導入によるものよりも簡便で効率がいいとされており、さらにガン化の問題も避ける事ができるものと考えられています。今回開発された手法がこれまでの遺伝子導入法に取って代わるのかはまだわかりませんが、この成果によりiPS細胞の医療への転用がさらに加速することが期待されます。

[Nature News] [Science]