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刺激惹起性多能性獲得細胞

動物細胞に特定の外的刺激(ストレス)を与えて分化多能性[注 1]を持たせた細胞とされている。

山中は、半数以上の細胞が死滅するようなストレスが細胞にかかることから、STAP細胞の安全性について検証が必要だとしている。

研究の発端は「植物のほか、動物の中でもイモリは傷つけるなど外からの刺激を与えれば、万能細胞化して再生する。ヒトを含めた哺乳類でも同様のことが考えられないか」という素朴な疑問にある[13]。


仮説
小保方が大学院時代に留学したハーバード大学教授のチャールズ・バカンティらは、分化した組織内に小型の細胞が極少数存在し、これが休眠状態の多機能細胞ではないかとの仮説を唱えていた[1]。小保方はこの研究室で組織細胞をガラスの細管に通すことで小型細胞を選別する実験を行った。この実験で小型の幹細胞は取り出せるが、元の組織に幹細胞が観察されないこと、繰り返し細管に通すと少しずつ小型の幹細胞が出現することなどを知った。小保方は「小さい細胞を取り出す操作をすると幹細胞が現れるのに、操作しないと見られない。幹細胞を『取り出している』のではなく、操作によって、『できている』という考えに至った」と話している[14]。


立証
小保方らは、まず未分化細胞で特異的に発現するOct4遺伝子の挙動を観察した。Oct4プロモーターの下流にGFP遺伝子配列を繋いだコンストラクトをマウスに導入し、Oct4の挙動を可視化した。このOct4::GFPマウスのリンパ球を使用し、細胞外環境を変えることによる細胞の初期化の状況を解析した[9]。細いガラス管に通すという物理刺激を与えたり、毒素(細胞毒素ストレプトリジンO)で細胞膜に穴をあけたり、飢餓状態にしたり、熱刺激を与えたりなどさまざまな方法を試した結果、小保方らは、酸性溶液による細胞刺激が最も有効であることを発見した[14]。

小保方らの試行では、生後1週のマウス脾臓のリンパ球をpH 5.7、37℃の酸性溶液に25分浸して刺激を与え[15][注 2]、B27と多能性細胞の維持・増殖に必要な増殖因子である白血病阻止因子(LIF)を含むDMEM/F12培地に移して培養する方法が、最も効率的にSTAP細胞を作製できた[16][9][17]。

次に、小保方らは、生きた細胞を長時間培養しながら顕微鏡で観察するライブイメージング法(英語版)で7日間にわたって解析を行った。その結果、未分化の細胞は分化したリンパ球が初期化されたことによって生じたものであり、試料に含まれていた未分化の細胞が酸処理の影響で選択されたものではないことが示唆された[18][1][9][19]。遺伝子解析(英語版)を実施してOct4陽性細胞を検証した結果、Oct4陽性細胞のT細胞受容体遺伝子に、リンパ球T細胞が分化した時に生じる特徴的な遺伝子再構成であるTCR再構成が検出された[18][9][注 3][注 4]。

このことから、Oct4陽性細胞は、T細胞に一度分化したリンパ球由来の細胞が酸性溶液処理により初期化されて生じたものであり、Muse細胞(英語版)のような既存の多能性幹細胞が酸性溶液処理の影響で選択されたものではないことが検証された[9]。また、このOct4陽性細胞は、Oct4以外にも多能性細胞に特有のSox2、 SSEA1、Nanogといった遺伝子マーカーを発現していた[20][9]。さらにOct4陽性細胞は3胚葉組織への分化能を持っていた[21][9][注 5]。その後、小保方らは、脳・皮膚・骨格筋・脂肪組織・骨髄・肺・肝臓・心筋などの組織の細胞についても同様に処理し、いずれの組織の細胞からもSTAP細胞が産生されることを確認した[22][9]。

また、LIFと副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)を含む培地を用いることにより[22]、多能性と自己複製能を併せ持つ細胞株を得る方法が確立された[9]。これがSTAP幹細胞と呼ばれるものである[8]。STAP幹細胞は胎盤組織への分化能を失っていたが[23][9]、STAP細胞の培養条件を変え、栄養膜幹細胞の作製法と同様にFgf4を含む培地で長期間の接着培養することにより得られた幹細胞からは胎盤を誘導することができた[24][25]。


応用研究と課題
STAP細胞の開発で理化学研究所と協力したハーバード大学の研究チームによってサルの治療実験が行われ、脊髄損傷で下半身が不自由となったサルが足や尾を動かせるようになるなど一定の成果が出たため、近いうちに学術論文を発表する予定であるという[29]。また、ハーバード大学の研究チームでは、人工的に気道の一部を損傷させたヒツジの気道の再生実験を始めている[30]。論文発表当初にはまだヒトの細胞で作成可能かどうかは実証されていなかったが[17][31]、2014年2月5日、バカンティ教授のチームがヒトとして初めてのSTAP細胞であるとみられる細胞の写真を公表した[32]。ハーバード大学では、アメリカ国内で、ヒトへの臨床試験の申請に向けた準備を進めることにしている[30]。

今後の課題としては、細胞株の安定性や遺伝情報の維持に関して問題がないかどうか検証することが必要である[17]。また、実験に生後1週のマウスを使用しているが[12]、成長したマウスでは、STAP細胞のできる確率が下がってくるためだという[3][17][33]。




STAP細胞を聞いた時外部から刺激を与えただけで細胞が初期化されるなんて「本当か?」と思いました。
こう考えれば納得感はあります。

例えば「怪我」、完全に治る場合もあれば、傷痕が残る場合もあります。
「シミやそばかす」、これも消える場合もあれば残る場合もあります。
なぜなんだろう。
「細胞がこれで治ったと判断する」レベルがその時々で異なっていると考えれば。
その判断を変えることが出来たら・・・。
外部からのストレスで意図的にその判断をずらす。
これを拡大し初期化まで持って行くのがSTAP細胞。
と考えれば、理論的には可能性はあると思います。





今はこの論理が正しいか正しくないか検証する時で、発表の方法が間違っているのなら修正していく時期と
個人的にはとらえてます。

理研が落ちた「わな」:再生医療の覇権争い iPS先行で

全ては理研のフライングが原因なのでは?

小保方晴子さんが単独で「STAP細胞論文を捏造・改ざん」理研が最終報告書
“STAP細胞” 理研が最終報告へ

本来理研が主体性をもって確認を取って発表すべきと思いますが、

功を焦って先走った結果自爆して、

それを小保方さん一人の責任として切り捨てようとしている図に見えます。

理研について




本当に実在するのなら、理研を出て他の機関で検証してもいいのでは。

STAP 細胞に関する難波紘二先生の辛辣なコメント
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