幹細胞とは
目次
1.幹細胞とは
幹細胞は、皮膚や血液など、絶えず細胞が入れ替わる組織を維持するために、新しい細胞を産生して補充する能力を持つ細胞です。 代表的な性質として、以下の2つが挙げられます。
- 分化能：皮膚、血液、神経、血管、骨、筋肉など、さまざまな種類の細胞を作り出す能力
- 自己複製能：自らと同じ性質を持つ細胞へ分裂し、同じ能力を保つ細胞を作り続ける能力
様々な種類の幹細胞
2.幹細胞の分類
幹細胞は大きく二分される
① 多能性幹細胞（Pluripotent Stem Cell）
体のさまざまな細胞へ分化できる能力を持つ細胞です。条件が整えば、幅広い種類の細胞を作り出すことが可能とされています。代表例として以下が挙げられます。
- ES細胞（胚性幹細胞）
- iPS細胞（人工多能性幹細胞）
② 組織幹細胞
皮膚や血液など、特定の組織・臓器で失われた細胞を補うために働く幹細胞です。再生できる細胞の種類は、組織ごとに一定の範囲に限られます。
- 造血幹細胞：血液系の細胞を主に補う
- 神経幹細胞：神経系の細胞を主に補う
3.多能性幹細胞
ES細胞（胚性幹細胞：Embryonic Stem Cell）
胚（受精卵が分裂し、約100個程度の細胞のかたまりになった段階）の内部細胞塊から細胞を取り出し、培養して得られるのがES細胞です。 一方で、他者由来の細胞であるため移植時の拒絶反応が課題となり得ること、また胚を用いる点について倫理的観点から議論があることが指摘されています。
ntES細胞（nuclear transfer Embryonic Stem Cell）
受精前の卵子から核を取り出し、皮膚などの体細胞の核を移植して胚（クローン胚）を作成し、その内部細胞塊を培養して得られるとされる細胞です。 患者さん自身の核を用いるため拒絶反応の点で課題が小さい可能性が示唆されていますが、卵子提供を要する点などが論点となります。
iPS細胞（人工多能性幹細胞：induced Pluripotent Stem Cell）
皮膚などの体細胞に特定の因子群（リプログラミング因子）を導入し、多能性を持つ状態へ戻した細胞がiPS細胞です。 胚を用いないため倫理的論点が比較的小さいこと、自己由来細胞から作成すれば拒絶反応の点で課題が小さい可能性があることが挙げられます。 一方で、腫瘍化などの安全性に関する検討は重要であり、臨床研究では品質管理を含めた慎重な取り扱いが求められます。
4.ES細胞
- ヒトiPS細胞の樹立が報告される以前、再生医療研究で中心的に注目されてきた細胞の一つです。
- ESは「Embryonic Stem Cell」の略で、「胚性幹細胞」と訳されます。
- 発生初期の胚由来のため、幅広い種類の細胞へ分化し得るとされています。
- 条件が整えば長期間維持できる点が特徴とされます。
ES細胞の課題
① 拒絶の問題
ES細胞から作製された細胞や組織は、移植される患者さんにとって「自己」ではない場合があり、臓器移植と同様に拒絶反応が課題となり得ます。
② 倫理的な論点
ES細胞は胚を用いる点から、倫理的観点での議論が存在します。国内外で制度・研究体制の整備とあわせて検討が進められてきました。
5.iPS細胞
- 体の細胞は受精卵に由来し、基本的に同一のゲノム情報を共有しています。
- 一方で、細胞種ごとに必要な遺伝子の働き方が異なるため、通常は血液が皮膚になったり、皮膚が心筋になることはありません。
- 過去の研究から、卵子やES細胞が遺伝子の状態を「初期化」する能力を持つことが示唆されてきました。
- iPS細胞は、体細胞へ特定因子を導入することで、ES細胞に近い多能性を持つ状態へ戻した細胞です（報告に基づき、因子の組み合わせや導入方法の検討が進められています）。
- 臨床研究では、樹立方法を含む品質管理について、国・研究機関・医療機関の間での慎重な検討が重要です。
疾患特異的iPS細胞
患者さん由来の組織（皮膚や血液など）から作成したiPS細胞を、疾患特異的iPS細胞と呼ぶことがあります。 患者さんの遺伝情報を含むため、培養環境下で病態を再現し、病態理解や創薬研究に活用される可能性が示されています。
- 希少疾患や神経難病など、患者数が少ない疾患の研究で活用が検討されています。
- 脳内などサンプル採取が困難な疾患でも、培養下で病態の手がかりを得る試みがあります。
- 病態マーカー探索や新薬開発研究との連携が進められています。
- 老化を意図的に進める手法などの研究もあり、先制医療・個別化医療への応用が議論されています。
