同様の記述が「やさしいバイオテクノロジー」(サイエンス・アイ新書)に書いてあります。

見やすいイラスト入りでわかりやすいです。参考にしてください。

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 3−5.新しい医療 胚性幹細胞の応用

 

○幹細胞の利用

 

 受精卵から卵割、分化により、個体形成が起こります。

未分化の細胞から分化細胞ができます。

一部の中枢神経系や心臓の筋肉などを除き、細胞は常に分裂しています。

新しい細胞をつくり出すもとになる細胞があります。

この細胞から役割の決まった細胞に分化します。もとになる細胞が「幹細胞」です。

 

 幹細胞の分裂は特殊で、分裂したふたつの娘細胞のうち、ひとつは分化した細胞になり、もうひとつは母細胞と同じ幹細胞として残ります。

このように非対称分裂です。

このような分裂のしくみにより、幹細胞が維持されながら組織が常に新しい状態に保たれています。

幹細胞には血液細胞をつくる造血幹細胞(骨髄)、神経の幹細胞、骨の幹細胞、肝臓の幹細胞などがあります。

 

 すべての幹細胞に分化可能な究極の幹細胞があります。

それが「胚性幹細胞 Embryonic stem cell」です。

胚発生の初期の段階で胚盤胞と呼ばれる時期があります。

マウスの場合受精後4日目で、6回の卵割がおこり、64細胞になった時点です。胚盤胞までは胎盤がなくても卵割が起こり、人工的に培養もできます。

胚盤胞は丸い細胞塊で、周囲の細胞のカベの中に12個ほどの細胞が入った構造をとっています。

中は空洞になっています。

この中にある細胞を取りだし、培養することができます。

通常、分化した正常細胞の培養は難しく、培養できたとしても通常ヒトの場合50回ぐらい分裂すると増殖が止まります。

テロメアの関係で、細胞には一定の寿命があります。

癌化した細胞なら無限に容易に培養できます。

この胚盤胞の中の細胞は癌細胞のように無限に増殖させることができます。

 

 1981年、マウス胚盤胞期由来の培養細胞株の確立にはじめて成功しました。

この細胞は未分化な性質を維持しながら体外で無限に増殖する細胞株で、ES細胞(胚性幹細胞)と命名されました。

1998年、ヒトでも同様にES細胞株が確立されました。

 

 

 マウスのES細胞は、キメラマウスや「ノックアウトマウス」の作成に用いられました。

正常なA系統のマウスの胚盤胞期の胚の中にB系統の1個のES細胞を注入し、子宮に戻すと、B系統のゲノムを持った多くの組織や臓器を持ったA系統のマウスが誕生しました。

つまり、キメラマウスです。

1986年に最初に誕生しました。

このような、キメラマウスの作成実験から、ES細胞は機能の決定されていない未分化細胞であり、多くの種類の組織や臓器に分化可能な細胞だとわかりました。

しかし、ES細胞単独では個体になりませんでした。

そのことから、ES細胞は多能性細胞とも呼ばれています。

 

 ES細胞は培養可能です。

しかも遺伝子の導入操作がきわめて簡単なことから、遺伝子改良生物をつくる道も開けました。

ある特定の遺伝子の機能を失った標的遺伝子破壊マウスをつくることもできるので、いわゆるノックアウトマウスとよばれる多くの系統のマウスが誕生しました。

たとえばある種の病気にかかわる遺伝子をノックアウトすることにより、病気のメカニズムを解明したり、病態モデル動物がつくられたりしました。

 

 クローン技術をつかえば成人の体細胞と同じゲノムのES細胞をつくることができます。

つまり、免疫的に自己の臓器ができます。

自己のクローン個体の無限循環ができることから、無限に自己の臓器をつくることもできます。

 

 ヒトでこの方法を使うには多くの欠点があります。

クローン技術を使うためには現在のところ必ず卵子が必要になります。

成熟卵子は幹細胞から分化してつくることはできません。

かならず成人の女性から取り出す必要があります。

もし、卵子を含めて各種の幹細胞から分化させることで臓器作成できるようになれば、自己の臓器は全くの人工環境でつくられることになります。

 

 

文科省が用意した資料のリンク集

 

○ヒトES細胞の樹立及び使用に関する指針について

   http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/seimei/2001/es/010901.htm

 

 

○ 「ヒトES細胞の樹立及び使用に関する指針」参考資料

ES細胞について

http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/seimei/2001/es/010901c.pdf

 

指針の解説

http://www.mext.go.jp/a_menu/shinkou/seimei/2001/es/010901f.pdf

 

 

 

○辞典にみられる胚性幹細胞

 

「胚幹細胞(embryonic stem cell)」 (分子細胞生物学辞典)

胚性幹細胞、ES細胞ともいう。多分化能をもつ樹立細胞株。培養皿で培養できるが、他の胚盤胞腔中に注入したときは生殖細胞も含む種々の細胞に分化できる細胞のこと。

 マウス胚盤胞を培養することによって直接樹立した細胞で、いったん奇形腫を経過して樹立された胚性ガン細胞(EC細胞)と区別してその名がついた。

 すべてのマウス系統から樹立できるとは限らない。

 分化能を保ったまま培養するためには、あらかじめ選択したウシ胎仔血清や白血病阻止因子の添加を必要とする。

 培養中に相同的遺伝子組換えを行い、特定の遺伝子を破壊したり、アミノ酸置換を行ったり、遺伝子の全置換を行うことができる。

 相同的組換えを行ったES細胞を他の胚盤胞腔中に注入することにより、キメラマウスを作製し、これをさらに交配することにより、特定の遺伝子を改変したマウスを作製できる。他の動物由来の ES細胞の樹立が試みられているが成功していない。

 

 

「胚性幹細胞(embryonic stem cell)」  (生化学辞典)

 胚幹細胞ともいう。マウスの初期胚で着床直前のもの(胚盤胞とよぶ)を培養すると栄養外胚葉細胞のシートの上で内部細胞塊由来の未分化細胞が集合塊を作って増殖する。この未分化細胞からクローン化された細胞を胚性幹細胞とよぶ。

 ES細胞と略記される。

 STOなどの線維芽細胞の支持細胞上で継代する。

 LIF(白血病阻害因子)の添加により、未分化細胞としての性質を保つことが容易となった。

 ES細胞は胚性腫瘍細胞と類似の性質を示し、高い in vitro 分化能をもつ。支持細胞を除いて、集合塊としての培養するだけで、他種類の細胞が分化する。

 マウス胚盤胞の内部細胞塊中へES細胞を注入し、この胚盤胞を養母マウスの子宮に移植すると、ES細胞由来の組織をもつキメラマウスが生じる。

 ES細胞の培養に気をつければES細胞由来の精子を得ることもできる。

 この性質を利用して、マウスで染色体上の特定の遺伝子を欠損させる遺伝子ターゲッティングの手法が確立された。遺伝子ターゲッティングの第一段階は、ES細胞にターゲッティング用のDNAを導入し、相同性遺伝子組換えを利用して、目的とする遺伝子を一本の染色体から欠失させることである。

 

 

「胚幹細胞(embryonic stem cells)」  (生物学辞典)

 ES細胞と略記。「同」胚性幹細胞。マウスの胚盤胞細胞から樹立された、多分化能をもつ培養細胞株。

 Evans Kaufman それに Martin (1981) は、受精3.5日目のマウス胚盤胞の内部細胞塊の細胞を in vitro で培養に移し、細胞塊の解離と継代を繰り返すことにより、多分化能(pluripotency)を保持し、正常核を維持したまま無制限に増殖しつづける幹細胞を樹立することに成功した。

 ES細胞の多分化能を維持するには、STO細胞株やマウス胎児から調製した初代培養線維芽細胞などのフィーダー細胞層上でES細胞を培養することが必要である。

 また、ES細胞の分化を抑制する因子として、leukemia inhibitory factor (LIF) が発見されており、培養液に添加するとES細胞の分化の抑制に効果がある。

 ES細胞は8細胞期胚または胚盤胞の割腔中へ注入されると、宿主胚の細胞と混ざりあってキメラマウスをつくる能力がある。さらに、ES細胞が原始生殖細胞の分化に寄与した場合には生殖系列キメラ(germ line chimera)ができる。このキメラマウスを交配することによりES細胞由来のマウス個体が得られ、特定遺伝子の個体レベルでの役割を解析することが可能となっている。

 

 

○ふたたび血液型遺伝子について

 

 血液型の違いは単なるヒトの多様性であって、血液型の違いが病気だと思っている人はいないと思います。

たとえば、A型は正常だが、O型は病気だ、などという人はいません。

ところが、遺伝子のレベルで見ると、多くの遺伝子の変異が関与する病気と血液型の多様性はよく似ており、病気と多様性は厳密には区別できません。

 

 血液型人間学と称して血液型と性格を関連づけて考える説があります。

血液型と性格を取りあげる番組が2004年のテレビ界でブームになりました。

しかし、この考え方は差別に結びつく危険な思想です。

血液型と性格が関係あるかどうかを考えるひとつの方法として、血液型を決定している遺伝子のみを改変したクローン人間を作り、その元人間とクローン人間との間でどのような違いが見られるかを考えてみるとわかります。

 

 遺伝子改変クローン人間を作るためには、ES細胞を使って組換えDNA技術で遺伝子を改変してから体細胞クローン技術を応用します。

ある人の血液型がAB型であればその遺伝子型は一意に決まり、ABです。

すなわち、当該遺伝子座に対立遺伝子としてA遺伝子とB遺伝子を持っていることになります。

その人とは異なる血液型を持つクローンを作る方法にはいくつがあります。

たとえば、A遺伝子またはB遺伝子をO遺伝子に置き換えることで、遺伝子型BOの血液型B型または遺伝子型AOの血液型A型のクローンを作ることができます。

 

 まず、ある人の体細胞からES細胞を作ります。

体細胞クローンを作る方法と同様にして、クローン胚を作り、胚盤胞にまで育てた胚の内部細胞塊から細胞を取り出します。

特殊な条件下で培養することにより、いわゆる胚性幹細胞ES細胞をつくります。

このRS細胞は培養可能です。

そこで、適切なベクターを利用することで組換えDNA技術を用いて遺伝子を改変させることができます。

 

 O遺伝子そのものあるいはA遺伝子やB遺伝子の配列を改変したDNAをつくり、このDNAを適切なベクターに組み込み、ES細胞に導入し、相同的組換えを利用してES細胞の遺伝子とベクターの遺伝子を組換えます。

A遺伝子がO遺伝子に置き換わると残ったB遺伝子とともにBO型になるため、血液型はB型になります。

同様にB遺伝子が置き換わると血液型はA型になります。

この組換えが起こった細胞を使って、通常の体細胞クローン技術と同じ方法により、血液型がA型またはB型のクローン人間が誕生することになります。

 

 クローン人間そのものと体細胞を提供した人間とは、ゲノムの遺伝情報が同じです。

しかし、後天的に獲得する記憶や環境要因により大きく左右される性格などは、両者で必ずしも同じになるとは限りません。

むしろ育つ時代も環境も大きく異なることから、それぞれの環境に適した性格などをもった人間に育ちます。

 

 クローン人間とはいっても特別な存在ではなく、ゲノムの遺伝情報の観点から見ると自然に生まれてくる一卵性双生児と同じです。

一卵性双生児の場合は同時代に同じような環境で育ちますが、体細胞クローンの場合は歳の離れた双子であり、時代も環境も大きく異なる条件で育ちます。

したがって、自分とクローン人間との間で、見た目はよく似ているかもしれませんが、性格などは異なる全くの他人です。

しかし、遺伝的な障害や利点を発育に先駆けて知ることが可能になります。

したがって、本来白紙状態から始まる人生の未来を持つことにかんする制約がどうしてもクローン人間には生じてしまいます。

 

 ABO式血液型遺伝子がコードしているタンパク質は、赤血球の表面タンパク質の糖鎖の末端部分に糖を転移する酵素です。

A遺伝子由来がNアセチルガラクトサミン、B遺伝子由来がガラクトースをそれぞれ転移する酵素活性を持っています。

O遺伝子は翻訳領域の1塩基欠損によりフレームシフトが起こり、転移活性を持たないタンパク質を作ります。

これらの対立遺伝子の表現型としては、上記のようにひとつのタンパク質のわずかな修飾の違いだけです。

 

 性格を規定する遺伝子はまだ見つかっていません。

その候補が赤血球の表面タンパク質の糖鎖の末端のひとつの糖の転移酵素遺伝子だとは考えにくい。

将来的に性格や行動性を規定する遺伝子が見つかるかもしれません。

しかし、現在のところ血液型と性格や行動性との関連性を指摘するデータは認められていません。

したがって、血液型を改変したクローン人間を作ったからといって、その血液型に依存した性格に変わる人に育つということは考えにくい。

 

 上記のような理由で、血液型により人の性格や相性などを判断するのは、娯楽としてはおもしろいかもしれませんが、いまのところ科学的な根拠はありません。

就職などの面接時に参考にしたり、昇進や部署換えに参考にしたりするなどは言語道断です。

さらに、教育現場で、血液型別のクラス編成にして俗説に依存した教育を行うなどは犯罪行為でしょう。

 

 

 放送倫理・番組向上機構の「放送と青少年に関する委員会」が声明を発表しました。

 

 テレビ番組では、「実験」と称したお遊びや「統計」と称した単なるアンケートを使い、非科学的であるにもかかわらず科学的であるとにおわせる演出がふんだんに取り入れられています。

多くの視聴者はこれらの番組は単なる「娯楽」であって、教養番組ましてや科学番組とは見ていないでしょうが、なかには彼らの醸し出す「科学性」を信じる人もいるでしょう。

 

     マーク・トウェインの名句「三種類のウソはこの順にたちが悪くなる――

     ただのウソ、真っ赤なウソ、そして統計。

 

 血液型と人格との関与は今のところ科学的な根拠がないので、これらの関連性をことさら強調するのみで、差別を助長するようなテレビ番組作りはけっして許されるものではありません。

 

 先の「機構」に寄せられた意見に対するテレビ局側の「いいわけ」をじっくり読んで欲しい。

彼らの科学性のなさは救いようがなく、倫理観もまったくない。

 

 

 

○ES細胞をめぐる最近の動き

 

 20051月、ネイチャーメディシンのオンライン版に興味深い論文が発表されました。

ES細胞を培養するとき、マウス由来の支持細胞の上でウシ胎児血清を含む培地で培養します。

つまり、ヒトの細胞を培養するといっても、ヒト由来の材料だけで培養するわけではなく、マウスやウシといった他の生物由来の材料を使って培養しています。

このような状態で培養すると、他の生物由来のある種の成分を目的の細胞株の内部に取り込むといった汚染が生じることが古くから確認されています。

したがって、ES細胞株も例外ではなく同様の汚染が懸念されていました。

 

 今回発表された論文で実際にヒトから確立されたES細胞株にヒトには存在しないある種の糖が存在することが確認されました。

さらに、この糖鎖を認識する免疫反応が起こることも証明されました。

ヒトの自己由来のES細胞を確立する一番の目的は、免疫拒絶反応を起こさない人工臓器の作成です。

ところが、分化させて作る人工臓器の元であるES細胞自身に拒絶反応を起こす物質で汚染されているなら、使い物にならなくなってしまいます。

 

 この糖自身に毒性があるわけではありません。

この糖を含む牛乳などを我々は飲んでいます。

しかし、細胞表面に提示する抗原性を持っているとなると問題は大きく、本来ヒトが持っていない物質ですから、免疫反応が起こってしまいます。

もし、深刻な免疫反応が起こるのであれば、現在確立されているすべてのES細胞が使えないことになり、あらたに動物からの汚染が起こらないような培養系でES細胞株を確立する必要があります。

 

 2期目を迎えたブッシュ大統領の政策によると、同大統領の個人的な宗教上の信念からES細胞研究に対してさらなる規制を強いようとしています。

現在利用できるES細胞株はいくつかあり、その細胞株の維持にかんしては助成するが、あらたなES細胞株の作成には連邦政府の助成金を出さないとしています。

そのため、アメリカからES細胞研究者難民がでて、ヨーロッパなどに「亡命」しています。

このような状況は日本にとっては歓迎でしょう。

 

 一方、20052月のニュースによれば、「英国のブレア政権の主要閣僚である教育・技能相に、厳格なカトリック教徒として知られるルース・ケリー氏(36)が就任したことが波紋を広げている」と報じられています。

 「宗教上の信念により、同氏の職権と関係のある先端医療の研究開発で歯止めがかかるとの懸念が医療界などで広がっている」という。

 

朗報ではないか。

研究を規制しようと考えた基盤がブッシュ大統領と同じです。

是非とも個人的な信仰を理由にした厳格な政策を実行していただきたいものです。

 

 このような政策が徹底されれば、生命科学超大国のアメリカやイギリスの研究が停滞するのは必至です。

したがって、日本はここで差をつけるための巨大な予算を付けるという政策があってもいいところですが、残念ながら今の日本政府にそれを望むのは酷であり、実際そのような動きもみられません。

 

残念なことです。

 

 

 

○DNAチップを使ったオーダーメイド医療

 

 一般に、ある病気を診断した場合、症状に合わせて個人ごとに医薬品の量や組合せを考えて投与されます。

同じような症状であっても年齢や体格や全身状態によって医薬品の効き方が異なります。

医薬品の有効性だけでなく副作用の出方も個人によって異なります。

 

 このようなちがいの原因のひとつとして、ゲノムの多様性が考えられ、この多様性に合わせた医薬品が開発されています。

これがオーダーメイドな医療であって、症状と遺伝情報を組み合わせることでより的確な医療ができると期待されています。

 

 ゲノムの多様性というのは、「1塩基多型」のことでもあり、ゲノムの個人差です。

ヒトのゲノムには1000塩基に1個の割合で塩基の多様性があるとみられています。

ヒトの間に存在する遺伝的なちがいの多くは1塩基多型で説明できると考えられています。

 

 1塩基多型の多くは中立的な変異ですが、病気やその薬剤の感受性にかかわる1塩基多型もあるかもしれません。

生活習慣病や統合失調症のような複雑な病気の場合、複数の遺伝子がかかわっており、その中に多数の1塩基多型が含まれると見られています。

そうすると、ひとつの疾患でもその遺伝的な多様性は膨大なものになり、その治療法にしても遺伝的な多様性に合わせてきめ細かに対応することで、より効果的になり、また薬剤に対する副作用の少ない医療が可能になるかもしれません。

 

 まず、疾患と1塩基多型との関係を見つける必要があり、さらにそれに対応した薬剤や治療法を確立する必要があります。

そこで、まず、数多くある1塩基多型を網羅的に一度に判定する方法が必要になります。

そのための方法のひとつとして、「DNAチップ」を用いた「DNAマイクロアレイ」解析法があります。

DNAチップはスライドガラスなどの基盤上に数千から数万種類の塩基配列を持ったDNA断片を整列(アレイ)させて固定したものです。

このDNA断片がプローブになります。

このチップ上に解析したいDNARNAと相補的に結合するような条件で結合させると、その強度の分布などから核酸試料の定量的・定性的な解析ができます。

 

 

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無断転載を禁じます。 ashida@msi.biglobe.ne.jp・芦田嘉之

2007119() 更新

 

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