「IPS細胞」の版間の差分

英語名：induced pluripotent stem cells、英語略名：iPS cells, iPSCs

　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カテニン]]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:ja: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。  

　最初のマウスiPS細胞の樹立には胎仔の[[wikipedia:JA:線維芽細胞|線維芽細胞]]および成体の尾線維芽細胞が、最初のヒトiPS細胞の樹立には胎児、新生児、成人の線維芽細胞が用いられた。その後、[[wikipedia:JA:胃|胃]]上皮細胞、[[wikipedia:JA:肝細胞|肝実質細胞]]、[[wikipedia:Keratinocyte|ケラチノサイト]]、[[wikipedia:Hair_follicle#Papilla|毛乳頭]]細胞、[[wikipedia:JA:色素細胞|色素細胞]]、[[wikipedia:JA:血管内皮|血管内皮]]細胞、血液細胞、[[wikipedia:JA:羊膜|羊膜]]細胞、[[神経幹細胞]]、[[wikipedia:JA:歯髄|歯髄]]幹細胞、[[wikipedia:JA:脂肪幹細胞移植|脂肪幹細胞]]、[[wikipedia:JA:間葉系幹細胞|間葉系幹細胞]]等、多様な細胞種からの樹立が相次いで報告されている。  

　最も早期の実用化が期待されるヒトiPS細胞の利用には[[wikipedia:JA:創薬|創薬]]研究が挙げられる。例えば、心機能におよぼす副作用の評価系としてiPS細胞由来の心筋細胞を用いた薬剤誘発性[[wikipedia:JA:QT時間|QT延長]]試験が提示されており、こうした利用を見据えてヒトiPS細胞由来の心筋細胞、[[ドーパミン]]神経細胞、肝細胞が既に市販ベースにある。一方、細胞移植治療に向けた実践的な基礎研究も活発に進められている。iPS細胞を用いた最初の自家移植治療モデルとして、[[wikipedia:Rudolf Jaenisch|Rudolf Jaenisch]]博士らは[[wikipedia:JA:鎌状赤血球貧血症|鎌状赤血球貧血症]]マウスからiPS細胞を作成して疾患原因遺伝子の修復を施し、分化誘導した造血幹細胞による自家移植治療の実例を示した<ref><pubmed> 18063756 </pubmed></ref>。同グループは、マウスiPS細胞から分化誘導したドーパミン神経を[[パーキンソン病]]モデルラット成体脳に異種移植し、行動改善がみられることについても報告している<ref><pubmed> 18391196 </pubmed></ref>。一方、パーキンソン病患者のiPS細胞由来のドーパミン神経を異種移植したラットにおいても、同様に運動機能の改善がみられている。また、正常マウスのiPS細胞から内皮細胞を誘導し、[[wikipedia:JA:血友病A|血友病A]]モデルマウスの肝臓へと他家移植した治療実験例もある。国内では、[[wikipedia:JA:慶應義塾大学|慶應義塾大学]]の[[wikipedia:JA:岡野栄之|岡野栄之]]博士のグループがマウスおよびヒトiPS細胞から分化誘導した[[ニューロスフェア]]を[[脊髄]]損傷モデルマウスに移植し、下肢運動機能に改善が認められることを報告している<ref><pubmed> 20615974 </pubmed></ref><ref><pubmed> 21949375 </pubmed></ref>。脊髄損傷に関しては、奈良先端科学技術大学院大学の中島欽一博士らもヒトiPS細胞からの[[神経幹細胞]]（神経上皮様幹細胞）分化誘導と移植を行い、モデルマウスの運動機能が回復することを確認している。最近では、iPS細胞を介さずに任意の細胞種を直接誘導する「ダイレクトリプログラミング」の研究も盛んに進められており、iPS細胞以外の選択肢も並行して開発されることが期待される。