高校発展 / バイオテクノロジー 5 / 6

iPS細胞とES細胞幹細胞生物学

iPS細胞(人工多能性幹細胞)は、2006年に山中伸弥がマウスで・2007年にヒトで樹立し、2012年ノーベル生理学・医学賞に輝いた革命的発見です。再生医療・疾患モデル・創薬に新時代をもたらしました。

基本知識

幹細胞とは 自己複製能と多分化能(様々な細胞に分化する能力)の両方を持つ細胞。

ES細胞(胚性幹細胞): 受精卵が発生してできる胚盤胞(内部細胞塊)から作製。あらゆる体細胞に分化できる多能性をもつ。ヒトES細胞作製にはヒト胚の破壊を伴うため倫理的問題がある。

iPS細胞(induced Pluripotent Stem cells): 皮膚線維芽細胞などの体細胞に4種類の転写因子(Oct3/4・Sox2・Klf4・c-Myc=山中4因子)を導入して初期化(リプログラミング)した幹細胞。ES細胞同等の多能性をもちながら、患者自身の細胞から作製可能で拒絶反応のリスクが低い。

応用: パーキンソン病・心筋梗塞・脊髄損傷などへの細胞移植治療、患者由来 iPS 細胞での疾患モデル作製、創薬スクリーニング。

例題: ES細胞とiPS細胞の多能性・倫理的問題・拒絶反応リスクの3点を比較し、それぞれの再生医療への優位性と課題を論じなさい。

解答: 多能性は両者ともに同等でほぼすべての体細胞に分化できる。倫理的問題はES細胞が胚(将来の個体)を破壊して作製するため生命倫理上の問題があるのに対し、iPS細胞は体細胞から作製するため倫理的問題が少ない。拒絶反応リスクはES細胞が他者由来のため免疫拒絶反応のリスクが高いのに対し、iPS細胞は患者自身の細胞から作れるためリスクが低い。ES細胞の課題=倫理・拒絶、iPS細胞の課題=腫瘍化リスク(c-Mycなどの癌遺伝子を使用)・作製効率の低さ。

ポイント