IPS細胞

英語名：induced pluripotent stem cells、英語略名：iPS cells, iPSCs、日本語名：人工多能性幹細胞

　iPS細胞（人工多能性幹細胞）とは、本来、多能性を失っている体細胞に遺伝子導入等の処理を施すことによって人為的に誘導される多能性幹細胞の総称。胚盤胞の内部細胞塊から樹立されるES細胞（胚性幹細胞）と類似した特徴を示し、分化多能性の定義である三胚葉（外胚葉、中胚葉、内胚葉）および生殖細胞への分化能を保持したまま、培養下で半永久的に増殖する。2006年に京都大学の高橋和利博士、山中伸弥博士によって最初の報告がなされた。以降、様々な動物種、細胞種を利用したiPS細胞の樹立が報告されている。ヒトにおいては、個々人の細胞からの作成が可能であることから、疾患の解明や薬剤効果の検証に加え、免疫拒絶を回避した再生医療への応用が期待されている。

iPS細胞の樹立までの経緯

体細胞を初期化する因子の存在

　iPS細胞樹立以前から、卵子やES細胞には体細胞を初期化（リプログラミング）する因子が含まれていることが知られていた。また、京都大学の多田高博士らは、ES細胞と体細胞（胸腺細胞や繊維芽細胞）を電気刺激により誘導させる。このことから、培養下で半永久的に増幅可能なES細胞

初期化因子の探索

　上述の背景と基に、山中博士（当時、奈良先端科学技術大学院大学）はES細胞で特異的に発現する遺伝子群をin silicoでスクリーニングし、ECAT(ES cell associated transcript)と命名した。ECATの中にはEsg1(Dppa5)やOct4等の既存の井出に他に、複数の新規の遺伝子も含まれていた。なかでも、多能性ネットワークの構築と維持において中心的な役割を果たすホメオボックス転写因子Nanog(ECAT4)や、増殖と造腫瘍性を担う恒常活性化型のRasタンパク質ERas(ECAT5)が後に明らかとなった。

 

iPS細胞樹立の成功

　ECATを用いて。

 

iPS細胞の樹立

 動物種

　最初のiPS細胞はマウス、ヒト。最近では絶滅危惧種であるシロサイやのiPS細胞樹立の報告もあり、遺伝子資源の保存といった観点からも注目されている。

iPS細胞の起源細胞

　マウス胎仔の繊維芽細胞（mouse embryonic fibroblast, MEF）が用いられた。 成体の尻尾の繊維芽細胞、胃上皮細胞、肝実質細胞、T細胞、間葉系幹細胞。

遺伝子導入方法

　最初のiPS細胞が樹立された際は、遺伝子を導入する手段としてレトロウイルスがベクターとして利用された。様々な低分子化合物も利用されている。

iPS細胞を用いた分化誘導

　中島君よろしく！

医療応用の可能性

　安全性。

同義語：人工多能性幹細胞、iPS細胞

関連用語：ES細胞、胚性幹細胞、分化多能性、ダイレクトリプログラミング

（執筆者：今村公紀、中島龍介、担当編集委員：岡野栄之）