「IPS細胞」の版間の差分

　上述の背景のもと、山中伸弥博士（当時、[[wikipedia:JA:奈良先端科学技術大学院大学|奈良先端科学技術大学院大学]]）はES細胞の分化多能性維持機構の解明を第一の目的とし、ES細胞で特異的に発現する遺伝子群の同定を行った。公共のデータベースを利用したin silicoのスクリーニングによってES細胞特異的な遺伝子群が同定され、ECAT（ES cell associated transcript）と命名された<ref name="ref4"><pubmed> 12787504 </pubmed></ref>。ECATの中には[[wikipedia:Esg1|Esg1]]/ECAT2/Dppa5や[[wikipedia:Oct4|Oct4]]等の既知のES細胞マーカー遺伝子のほか、[[wikipedia:ECAT1|ECAT1]]や[[wikipedia:Tdrd12|Tdrd12]]/ECAT8等の新規遺伝子も含まれていた。「ES細胞で特異的に発現している遺伝子≒ES細胞において機能的に重要な遺伝子」との仮説から各ECATのノックアウトや強制発現実験が試みられ、[[ホメオボックス]]転写因子である[[wikipedia:Nanog|Nanog]]/ECAT4は多能性ネットワークの構築と維持における中心であること、恒常活性化型[[Ras]]タンパク質であるERas/ECAT5はES細胞の増殖と造腫瘍性を担うこと等が示された。 また、iPS細胞を選択するために最初に利用された[[wikipedia:Fbx15|Fbx15]]/ECAT3も、このスクリーニングによって同定された遺伝子の一つである。&nbsp;  

　続いて、山中博士らは「ES細胞において機能的に重要な遺伝子≒体細胞の初期化を誘導する遺伝子」という仮説に基づき、ECATおよびES細胞の自己複製を支持する遺伝子（[[STAT3]]や[[β-catenin]]等）を体細胞であるマウス胎仔線維芽細胞（MEF）に導入する実験を試みた。初期化因子候補としては計24の遺伝子が絞り込まれ、上述のFbx15遺伝子座に[[wikipedia:JA:ネオマイシン|ネオマイシン]]耐性遺伝子が挿入されたノックインマウスの細胞が利用された。このマウスの体細胞はECATであるFbx15を発現していないため、[[wikipedia:G418|G418]]（ネオマイシン耐性遺伝子によって不活性化される抗生物質）を添加すると細胞は死滅する。一方、ES細胞等の多能性幹細胞はFbx15の発現と一致してネオマイシン耐性遺伝子を発現することから、G418に対して耐性となる。このシステムを用いて各候補遺伝子が1種類ずつ導入されたが、この場合にはG418耐性のES細胞様コロニーは観察されなかった。ところが、24種類全ての候補遺伝子を同時に導入した場合、ES細胞に類似したG418耐性細胞コロニーが出現することが明らかとなった。その後、24遺伝子から1遺伝子を差し引いた23遺伝子を導入する実験により、最終的にES細胞様コロニーの誘導には4種類の遺伝子（Oct4、[[wikipedia:Sox2|Sox2]]、[[wikipedia:Klf4|Klf4]]、[[wikipedia:c-Myc|c-Myc]]）の組合せで十分であることが判明した。得られた細胞はES細胞マーカー遺伝子を発現しているほか、胚葉体形成培養や皮下移植による[[wikipedia:JA:テラトーマ|テラトーマ]]形成実験により三胚葉に分化する能力を有することが確認され、iPS細胞と名付けられた<ref name="ref1" />。また、iPS細胞を誘導する遺伝子セットは通称「山中4因子」とも呼ばれる。