「IPS細胞」の版間の差分

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=== 誘導因子  ===
=== 誘導因子  ===


 前述の通り、最初のiPS細胞はOct4、Sox2、Klf4、c-Mycの4種類の遺伝子(山中4因子)を導入することによって作成されたが、間もなく、誘導効率は低下するもののc-Mycを除いたOct4、Sox2、Klf4のみ(山中3因子)によってもiPS細胞が樹立できることが示された。ヒトの場合もマウスと同じ遺伝子セットでiPS細胞の誘導が可能であるが<ref name="ref2" />、山中博士らとほぼ同時にヒトiPS細胞について報告したJames Thomson博士らはOCT4、SOX2、NANOG、[[wikipedia:LIN28|LIN28]]の組合せを用いている<ref name="ref3" />。最も広く用いられている遺伝子セットはプロトタイプである山中4因子であるが、神経幹細胞の場合はOct4単独の導入によってもiPS細胞が誘導しうるように、細胞種によっては少ない因子・異なる組合せでのiPS細胞誘導も可能である。また、iPS細胞の誘導効率や初期化レベルを向上させる要素として、[[wikipedia:Esrrb|Esrrb]]、[[wikipedia:Nr5|Nr5]]a2、[[wikipedia:Tbx|Tbx]]3、[[wikipedia:L-Myc|L-Myc]]、[[wikipedia:Glis1|Glis1]]や[[wikipedia:miRNA-290|miRNA-290]]クラスター等の導入、および[[wikipedia:Ink4|Ink4]]/Arf、[[wikipedia:p53|p53]]、[[wikipedia:p21|p21]]、[[wikipedia:Bax|Bax]]の抑制等が報告されている。一方、低分子化合物を併用したiPS細胞誘導についても多数の報告がある。ES細胞の自己複製を亢進・維持する化合物として[[wikipedia:JA:FGF受容体|FGF受容体]]阻害剤(SU5402)、[[wikipedia:MEK|MEK]]阻害剤(PD1843352またはPD0325901)、[[wikipedia:GSK3|GSK3]]阻害剤(CHIR99021)が知られており、3種の混合は「3i」、後者2種の混合は「2i」と俗称される。これらの阻害剤や[[wikipedia:TGFβ|TGFβ]]受容体阻害剤(SB431542やA83-01)を添加することによって、iPS細胞の誘導効率の向上や選択が容易になるという報告例が示されている。また、エピジェネティック変化を促す化合物である[[wikipedia:JA:ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤]]([[wikipedia:JA:バルプロ酸|バルプロ酸]]や[[wikipedia:JA:酪酸|酪酸]])、[[wikipedia:JA:G9a阻害剤|G9a阻害剤]](BIX01294)、[[wikipedia:JA:DNAメチル化|DNAメチル化]]阻害剤([[wikipedia:JA:5-アザシチジン|JA:5-アザシチジン]]や[[wikipedia:RG108|RG108]])等がiPS細胞誘導を促進することも報告されている。  
 前述の通り、最初のiPS細胞はOct4、Sox2、Klf4、c-Mycの4種類の遺伝子(山中4因子)を導入することによって作成されたが、間もなく、誘導効率は低下するもののc-Mycを除いたOct4、Sox2、Klf4のみ(山中3因子)によってもiPS細胞が樹立できることが示された。ヒトの場合もマウスと同じ遺伝子セットでiPS細胞の誘導が可能であるが<ref name="ref2" />、山中博士らとほぼ同時にヒトiPS細胞について報告したJames Thomson博士らはOCT4、SOX2、NANOG、[[wikipedia:LIN28|LIN28]]の組合せを用いている<ref name="ref3" />。最も広く用いられている遺伝子セットはプロトタイプである山中4因子であるが、神経幹細胞の場合はOct4単独の導入によってもiPS細胞が誘導しうるように、細胞種によっては少ない因子・異なる組合せでのiPS細胞誘導も可能である。また、iPS細胞の誘導効率や初期化レベルを向上させる要素として、[[wikipedia:Esrrb|Esrrb]]、[[wikipedia:Nr5|Nr5]]a2、[[wikipedia:Tbx|Tbx]]3、[[wikipedia:L-Myc|L-Myc]]、[[wikipedia:Glis1|Glis1]]や[[wikipedia:miRNA-290|miRNA-290]]クラスター等の導入、および[[wikipedia:Ink4|Ink4]]/Arf、[[wikipedia:p53|p53]]、[[wikipedia:p21|p21]]、[[wikipedia:Bax|Bax]]の抑制等が報告されている。一方、低分子化合物を併用したiPS細胞誘導についても多数の報告がある。ES細胞の自己複製を亢進・維持する化合物として[[wikipedia:JA:FGF受容体|FGF受容体]]阻害剤(SU5402)、[[wikipedia:MEK|MEK]]阻害剤(PD1843352またはPD0325901)、[[wikipedia:GSK3|GSK3]]阻害剤(CHIR99021)が知られており、3種の混合は「3i」、後者2種の混合は「2i」と俗称される。これらの阻害剤や[[wikipedia:TGFβ|TGFβ]]受容体阻害剤(SB431542やA83-01)を添加することによって、iPS細胞の誘導効率の向上や選択が容易になるという報告例が示されている。また、エピジェネティック変化を促す化合物である[[wikipedia:JA:ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤|ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤]]([[wikipedia:JA:バルプロ酸|バルプロ酸]]や[[wikipedia:JA:酪酸|酪酸]])、[[wikipedia:JA:G9a阻害剤|G9a阻害剤]](BIX01294)、[[wikipedia:JA:DNAメチル化|DNAメチル化]]阻害剤([[wikipedia:JA:5-アザシチジン|JA:5-アザシチジン]]や[[wikipedia:RG108|RG108]])等がiPS細胞誘導を促進することも報告されている。  


== 特定の細胞系譜への分化誘導  ==
== 特定の細胞系譜への分化誘導  ==


 これまでにマウスおよびヒトiPS細胞から分化誘導が試みられた細胞系譜は多岐に亘る。例えば、神経系(神経幹細胞、運動ニューロン等の各種ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイト)、眼・耳(網膜色素上皮細胞、視細胞、網膜神経節細胞、感覚有毛細胞)、表皮(ケラチノサイト、メラノサイト)、血球系(造血幹細胞、マクロファージ、樹状細胞、T細胞、ナチュラルキラーT細胞、好中球、巨核球、血小板、赤血球)、心血管系(心筋細胞、心血管、血管内皮、壁細胞)、筋(骨格筋、平滑筋)、骨・間葉系(間葉系幹細胞、造骨細胞、破骨細胞、軟骨、白色・褐色脂肪細胞)、歯(エナメル芽細胞)、消化器系(肝芽細胞、肝細胞、後腎間充織、尿細管細胞、腸管組織、膵島細胞)、生殖細胞等が挙げられる。
 これまでにマウスおよびヒトiPS細胞から分化誘導が試みられた細胞系譜は多岐に亘る。例えば、神経系(神経幹細胞、[[運動ニューロン]]等の各種ニューロン、[[アストロサイト]]、[[オリゴデンドロサイト]])、眼・耳([[網膜色素上皮細胞]]、[[視細胞]]、[[網膜神経節細胞]]、[[感覚有毛細胞]])、[[表皮]](ケラチノサイト、[[メラノサイト]])、[[血球系]]([[造血幹細胞]]、[[マクロファージ]]、[[樹状細胞]]、[[T細胞]]、[[ナチュラルキラーT細胞]]、[[好中球]]、[[巨核球]]、[[血小板]]、[[赤血球]])、心血管系([[心筋細胞]]、[[心血管]]、[[血管内皮]]、[[壁細胞]])、筋([[骨格筋]]、[[平滑筋]])、[[骨]]・[[間葉系]]([[間葉系幹細胞]]、[[造骨細胞]]、[[破骨細胞]]、[[軟骨]]、[[白色]]・[[褐色脂肪細胞]])、歯([[エナメル芽細胞]])、消化器系([[肝芽細胞]]、[[肝細胞]]、[[後腎間充織]]、[[尿細管細胞]]、[[腸管組織]]、[[膵島細胞]])、[[生殖細胞]]等が挙げられる。


== 医療応用の可能性  ==
== 医療応用の可能性  ==