ヒト幹細胞辞典 基礎知識

iPS細胞とは?どこよりもわかりやすく解説

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さまざまなメディアで取り上げられている「iPS細胞」
2006年に京都大学の山中伸弥教授が発表し、ノーベル賞を獲得したことでも話題になりました。

一度は耳にしたことがあっても、どんなものか専門的で分からない。。という方も多いのでは。

iPS細胞とは一体何なのでしょうか。
どんな細胞でどうやって生み出されているのか。問題点から実際に使われている医療まで、分かりやすく説明します。

幹細胞とは?

幹細胞とは?
iPS細胞は「幹細胞」という細胞の一種です。

この幹細胞とは、次の2つの特長を持った細胞のことをいいます。

  • 分裂して幹細胞を作ることができる
  • 分裂して別の種類の細胞を作ることができる

つまり、幹細胞はもちろん、他の細胞も作ることができる細胞なのです。

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そんな幹細胞は、どんな分野で使われているのでしょうか。

幹細胞を使った再生医療の治療にはどんなものがある?

幹細胞を使った再生医療の治療にはどんなものがある?
トカゲの尻尾が切れてもまた生えてくるのは、幹細胞のおかげです。

ヒトの幹細胞はトカゲほどの能力がありません。
そのため、病気やケガで機能が失われてしまったら自分の治癒力で再生させることは困難です。

けれど、幹細胞を使った再生医療を行うことで、今まで治らなかった病気やケガが治る可能性が出てきました。

再生医療とは

病気やケガで回復しなかった部分を、人工的に作った臓器や組織を移植して再生させる治療法です。
この「人工的に臓器や組織を作る」ために、幹細胞が利用されています。

実際に行われている再生医療にはどんなものがあるのでしょうか。

既に再生医療が施されている症状には、次のようなものがあります。

既に再生医療が施されている症状

  • 白血病
  • 心不全
  • お肌や毛髪の悩みなど

また、再生医療の効果が期待されて研究が進められている症状には、次のようなものもあります。

研究が進められている症状

  • 骨髄損傷
  • パーキンソン病
  • ガン

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幹細胞の研究は大きく3種

幹細胞の研究は大きく3種
幹細胞は大きく分けて3種類あります。
人工的に作られた幹細胞である「ES細胞」「iPS細胞」
身体の中に存在する「成体幹細胞」

それぞれどんな特徴があるのでしょうか。

幹細胞の特徴を比較

それぞれの幹細胞の違いを表で比較してみました。

ES細胞 iPS細胞 成体幹細胞
もととなるもの 受精卵 体細胞 身体の中に存在する同細胞
移植時の適合性
倫理的課題 あり(受精卵がもととなるため) なし なし
課題 ヒトでの安全性確認
・倫理面
ヒトでの安全性確認 採取数の少なさ(培養技術)
どんな細胞にもなれるか ×

ES細胞とiPS細胞は、どんな細胞にでもなれます。
けれど、もととなるものがES細胞は受精卵、iPS細胞は皮膚などの細胞と、まったく違うのです。

ES細胞はヒトのもととなる受精卵から作られるため倫理的なハードルが多く、そのハードルをクリアしたのがiPS細胞ともいえます。

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ここからは、iPS細胞について更に詳しくご紹介していきます。

iPS細胞とはどんな幹細胞?

iPS細胞とはどんな幹細胞?
先ほどお伝えしたように、iPS細胞は人工的に作られた幹細胞です。

ES細胞が受精卵を元にして作られるのに対し、iPS細胞は患者さん本人の皮膚や血液などの細胞が元になります。

そのため、次のようなメリットがあります。

iPS細胞のメリット

  • 元となる細胞が採取しやすい
  • 本人の細胞が元になるので、移植時の拒絶反応が起こりにくい
  • 採取元の人物の年齢でiPS細胞の機能に大きな差が出ない
  • 受精卵から作る必要がないので、倫理的な問題がない

iPS細胞はどこからどう作られるか

iPS細胞はどこからどう作られるか
iPS細胞は一体どうやって作られるのでしょうか。

まず、皮膚などの細胞を摂取します。
この細胞へ、ある遺伝子を入れ物へ入れて運びます。
この細胞を培養すると遺伝子が働き、「皮膚の細胞」だったものがリセットされて「幹細胞」へと変化するのです。

京都大学の山中教授は、もともとES細胞の遺伝子を研究していました。
その研究でES細胞の特徴的な4つの遺伝子を発見。

4つの遺伝子を細胞へ組み込むことで、ES細胞のような機能を持ったiPS細胞を作ることに成功したのです。

iPS細胞でどんな研究がなされているか

iPS細胞でどんな研究がなされているか
iPS細胞は、細胞や臓器を作るだけでなく、他の分野でも活躍しています。

例えば、病気の新しい治療法薬の開発です。
特定の病気の方の細胞を採取し、iPS細胞で培養。病気を再現します。
これによって、病気の原因解明や、ヒトに対しては行えない治療の実験を行うことができます。

また、人体の研究にも役立っています。
体の部分によっては、まだ成り立ちが解明されていない部分があります。
iPS細胞で体の成り立ちを体外で再現することで、より詳しく研究することができるのです。

このように、iPS細胞はさまざまな研究に応用されています。

iPS細胞の抱えている問題点は?

iPS細胞の抱えている問題点は?
どんな細胞にもなれて、倫理的な問題もない。
まさに夢のようなiPS細胞ですが、実は問題点も存在します。

それは腫瘍化。つまりガン化です。

iPS細胞が腫瘍になってしまうのには、いくつかの原因があります。

  1. 組み込む遺伝子が腫瘍化を引き起こす
  2. 遺伝子を運ぶ入れ物が腫瘍化を引き起こす
  3. 細胞培養時についてしまった細胞のキズが腫瘍化してしまう
  4. 目的の細胞に変わりきらず、残ったiPS細胞が腫瘍化してしまう

(1)や(2)は、腫瘍化のリスクが低い、別の遺伝子や入れ物が発見されました。
(3)や(4)は、現在も最適な解決方法が研究されています。

このようにiPS細胞の研究は盛んですが、新しい技術でもあるためまだまだ研究段階ともいえます。

iPS細胞がこれから医療や美容の分野で期待できることは?

iPS細胞がこれから医療や美容の分野で期待できることは?

iPS細胞の研究がさらに発展すると、どんなことができるようになるのでしょうか。

再生医療の技術が向上し、どんな病気やケガも治ってしまうようになるかもしれません。
加齢による衰えがiPS細胞で根本的に治療できるようになるかもしれません。

視力や筋力の問題はもちろん、お肌や体型維持、毛髪の悩みなど、美容の分野でも解決できることがたくさんあります。

iPS細胞を使ってさまざまな細胞を作ることができるようになっていますが、細胞の集合体であるヒトの臓器を作ることはまだまだ難しい状態です。
3Dプリンターのような立体技術や、新しい素材、機材を使って日々研究が進められています。

まとめ

まとめ
iPS細胞とは、再生医療などに使われている人工の幹細胞だということが分かりました。
改めて、iPS細胞のメリットをまとめます。

  • 元となる細胞が採取しやすい
  • 本人の細胞が元になるので、移植時の拒絶反応が起こりにくい
  • 採取元の人物の年齢でiPS細胞の機能に大きな差が出ない
  • 受精卵から作る必要がないので、倫理的な問題がない

iPS細胞は、さまざまな分野で盛んに研究が行われています。
今後の成果が楽しみですね。

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