iPS(induced pluripotent stem)細胞とは、皮膚や血液などに分化した細胞を初期化(リプログラミング)し、受精卵のようにどんな細胞にでも分化できる「多能性」を持たせた細胞をいう。「人工多能性幹細胞」と訳されることも多い。

 そもそもiPS細胞のような、こうした能力のある細胞を作ることは不可能に近いと見なされてきた。どんな細胞にでもなれる受精卵とは、卵子と精子が融合して生まれる全ての大元になる細胞だ。受精卵にはあらゆる細胞に分化していける多能性があるあるわけだが、各臓器を構成する分化しきった細胞は、基本的にはこうした多能性が失われると考えられてきた。本来であれば失われてしまう、そうした多能性を取り戻したのがiPS細胞である。

線維芽細胞から樹立したヒトiPS細胞のコロニー(集合体) コロニーの横幅は実寸約0.5ミリメートル(写真:京都大学教授 山中伸弥氏)

 iPS細胞が初めて作られた場所は日本だった。2006年、京都大学教授の山中伸弥氏がマウスのiPS細胞の樹立成功を発表。翌2007年にヒトiPS細胞の樹立に成功した。こうした功績を受けて、2012年、山中氏はノーベル生理学・医学賞を受賞する。

 再生医療は、病気や事故で損なわれた組織や機能を、自分自身の細胞や他人の細胞を使って元通りに再生させることを目標とする。例えば、目の網膜細胞が失われたとすれば、自分や他人の皮膚の細胞を初期化してiPS細胞を作り、それを網膜細胞に分化させて目に移植する。従来、同様の治療を行うとすれば、脳死状態に至ったドナーの網膜細胞を取ってきて移植する必要がある。この手法の場合には、他人の細胞に対する拒絶反応が起きるために、細胞がうまく定着しない可能性が高くなる。仮に定着が可能だとしても、免疫抑制薬によって拒絶反応を抑える必要がある。拒絶反応を完全に抑えることは難しい上に、感染症にかかりやすくなるなどの副作用も問題となる可能性がある。実際、そのような網膜移植は研究段階であり非現実的。それがiPS細胞を使うことで現実に日本において臨床研究として行われている。文字通り不可能を可能としたことになる。


不正の温床だった多能性幹細胞研究

 どんな細胞にも分化できる「多能性幹細胞」を医療に応用しようという研究は長年にわたって続いてきた。iPS細胞と並んで、医療での応用が検討されてきたのが、ES細胞(胚性幹細胞)と呼ばれる細胞である。1980年代にマウスで樹立に成功、1998年にはヒトでも樹立に成功した。このES細胞は、受精後6、7日目の「胚盤胞」と呼ばれるごく初期の段階に細胞を取り出して作られる細胞。ES細胞は多能性を保っているので、培養することで様々な細胞へと分化させることが可能となる。

 樹立成功によりES細胞の応用も検討されてきたが、課題が指摘されてきた。ヒトES細胞は現状では生殖補助医療で用いることがなかった余剰胚から作製するため、倫理的な問題をはらんだことが大きい。また、他人の細胞であることから、移植した場合に拒絶反応を起こす可能性が高く、免疫抑制薬の投与が必要となる。

 一方、多能性幹細胞の研究は、不正の温床にもなってきた。2004年から2005年にかけて、韓国ソウル国立大学のファン・ウソク氏が体細胞の核を卵に移植した「ヒトクローンES細胞」を作ったと発表。大きく注目されたが、その後に成果のねつ造が発覚。科学スキャンダルとして大きな問題として注目された。さらに、2013年には日本でも、理化学研究所に所属していた小保方晴子氏が「STAP細胞」と呼ばれる、化学的な刺激のみから多能性を持つ幹細胞を作ることができると発表し、やはり世界的な注目を集めたことがある。このときも論文の不正が判明し、調査を行った理化学研究所が、ES細胞の混入があったと結論づけるに至った。

 まさに不可能を可能とした技術とも見られる中で実現したのがiPS細胞だった。その後、iPS細胞は、国内外の研究機関においても作製がなされており、その存在は疑う余地はなくなっている。


進められる技術開発と臨床応用

 iPS細胞のこれからの課題は、いかに再生医療へと応用を進めていくかだ。

 一つは、iPS細胞の安全性を高める研究および技術開発だ。当初、iPS細胞は「山中カクテル」あるいは「山中因子」と呼ばれた、初期化のための4種類の遺伝子(Oct3/4、Sox2、Klf4、C-Myc)を、皮膚線維芽細胞などにある成熟細胞(体細胞)に導入することで作られた。しかも、ウイルス(レトロウイルスベクター)を使って遺伝子を導入して作られていた。このウイルスによる遺伝子導入を行うことから、ウイルスによる腫瘍化の恐れが指摘されてきた。さらに、導入する遺伝子の一つ「C-Myc」ががん遺伝子であり、やはりがん化のリスクと見なされていた。

 現在までに、こうしたリスクは低減化されてきている。2008年には、ウイルスを使わずに初期化遺伝子を導入する技術が確立された。初期化に用いる遺伝子についても、C-Mycを使わなくて済むようになった、その後も、より簡易にiPS細胞を作る技術を積み重ねることで、安全性の高いiPS細胞の作製が進められるようになっている。

 さらに、コストも課題になる。iPS細胞は、本人の細胞から作り出せるのがメリットであるが、実用化する上では作製の人手や時間、高額のコストがかかるのがネックとされた。京都大学では、iPS細胞のストックをあらかじめ確保し、それを使い移植をする計画を進めてきた(関連記事)。白血病の治療などで使われている「臍帯血バンク」のように、あらかじめ拒絶反応を起こしにくい、細胞の型の合うiPS細胞を多種類貯蔵し、速やかにiPS細胞の移植を行えるようにして、時間とコストを抑えるというものだ。こうした課題解決への対策は着実に進んでいる。

 このように、iPS細胞の応用は着実に進む方向となっている。日本では2014年11月、再生医療の実用化を促進する制度として「条件付き早期承認制度」が導入された(関連記事)。条件と期限を設けた上で、早期に承認されるファストトラックとなるものだ。製品発売後、市販後データに基づき、原則7年以内に正式な承認を受けるようにする。

 この制度の利用は広がろうとしている。2015年には、大阪大学の澤芳樹氏らのグループが研究を進めてきた、自家骨格筋由来幹細胞を使った細胞シートの早期承認が実現した。iPS細胞を使ったシートの臨床研究も進行中で、今後、同様の臨床応用が広がる可能性がある。ただ条件付き早期承認制度は海外から拙速だという批判も出ており、今後、iPS細胞の活用においても治療効果を科学的に検証して、データを公開しながら証明していく必要があるだろう。


[参考文献]

京都大学iPS細胞研究所ホームページ

文部科学省「ヒトES細胞研究・生殖細胞作成研究」

Nature. 2013 May 16;497(7449):295-6. doi: 10.1038/497295a.

理化学研究所「STAP細胞に関する研究論文の取り下げについて」

(タイトル部のImage:Goss Vitalij -stock.adobe.com)

■変更履歴
記事初出時、「ヒトES細胞は現状では中絶胎児などからしか入手できないため、倫理的な問題をはらんだことが大きい」と記載しておりましたが、「ヒトES細胞は現状では生殖補助医療で用いることがなかった余剰胚から作製するため、倫理的な問題をはらんだことが大きい」に訂正いたしました。