幹細胞 Stem Cells
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幹細胞は 2 つの特性を示す細胞である。すなわち，有糸分裂で娘細胞に分裂した場合，分裂細胞は以下のどちらかの特徴を示す。
- 完全に分化した細胞に誘導する経路に入る。または，
- 幹細胞のままで，増殖を続ける。
幹細胞の発生能を示すためいくつかの専門用語が用いられている。これは，発生しうる分化細胞の種類の多さによって使い分けされている。
- 全能細胞 Totipotent cells 哺乳動物では，全能細胞が
- 成体のすべての細胞型になる能力を持ち，また
-
- 胚体外膜 extraembryonic membranes ( 胎盤など ) の構成細胞となる。
全能細胞と言えるのは，受精卵とその卵割 cleavage によって生じた 4 細胞期程度の割球である（ 哺乳動物では，これらから 1 卵性の双子や三つ子などが作出されている ）。
哺乳動物では，“全能幹細胞”という呼び名はふさわしくない。これらの細胞は増殖を続けることはないので，幹細胞の第 2 の基準に合わない。
- 多分化能幹細胞 Pluripotent stem cells これらは真の幹細胞であり，体を構成するあらゆる分化細胞になる能力を有する。しかし，胚体外膜になることができない（ これは栄養外胚葉から派生する ）。
３種類の多分化能幹細胞が知られている。
- 胚性幹細胞 Embryonic Stem ( ES ) Cells
胚盤胞（着床が起こる時期の胚）の内細胞塊inner cell mass ( ICM ) から分離することができる。 - 胚性生殖細胞 Embryonic Germ ( EG ) Cells
流産胎子の生殖腺の前駆細胞から分離できる。 - 胚性ガン細胞 Embryonic Carcinoma ( EC ) Cells
胎子の生殖腺に時折発生するガン，奇形癌 teratocarcinoma から分離できる。前 2 者と異なり，たいてい 異数性 aneuploid である。
これらの 3 種類の多分化能幹細胞は，
- 胚または胎子組織からのみ分離でき，また
- 培養で増殖するが，分化しないように特別な処理が必要となる。
- 胚性幹細胞 Embryonic Stem ( ES ) Cells
- 多能性幹細胞 Multipotent stem cells これらも真の幹細胞であるが，限られた細胞型にしか分化できない。たとえば，骨髄はすべての血液細胞を生じる多能性幹細胞を含むが，これから他の細胞型は生じない。[ 血液細胞についてはこちら ]多能性幹細胞は成長した動物に見られる。おそらく体中のすべての器官（ 脳や肝臓など ）がそれらを含み，損傷したり死滅した細胞に置き換わると思われる。
幹細胞を利用した将来の治療法
既に分化した細胞が損傷することによって，いろいろな疾病が起こる。
例：
- インスリン依存性糖尿病 Insulin-dependent diabetes mellitus ( IDDM )
膵臓のベータ細胞が自己免疫によって攻撃され，破壊されてしまう。 - パーキンソン病 Parkinson’s disease
脳の ドーパミン 分泌細胞 dopamine-secreting cells が破壊される。 - 脊髄の損傷によって骨格筋の麻痺が起こる。[ 『The Dying Lioness 』参照 ]
- 虚血性脳卒中 ischemic stroke
脳に血栓ができニューロンの酸欠による損傷を起こす。 - 多発性硬化 multiple sclerosis 軸索周囲のミエリン鞘 myelin sheath が欠損する。
このような疾病において，損傷を受けた細胞を新しい細胞に置き換える目的のために，幹細胞に関する研究に注目が集まっている。
実験動物を用いた研究では成功例も報告され始めているが，ヒトでの応用にはまだ研究の蓄積が必要である。
幹細胞を利用した治療法－問題点
ヒト幹細胞を利用した治療法を利用する前に解決しなければならない大きな問題の 1 つは，ホストの免疫システムによって移植細胞が拒絶されてしまうことである。
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問題の解決方法？
拒絶問題を避ける方法の 1 つは，ホストと遺伝的に同一な幹細胞を用いることである。これは，Dolly を作出した 体細胞核移植 と同じ技術によって実現可能である（ ただし，子宮に再構築胚を移植するということはない ）。
この技術を利移用して， ヒト卵の核と置き換える。
- 卵にある元々の染色質を除去し，
- 患者の体細胞（ たとえば，皮膚など ）の核を移植する。
- 再構築胚を培養して胚盤胞期まで発育させる。
- 胚盤胞から胚性幹細胞が採取でき，体外培養によって増殖できる。
- これらの細胞が期待通りの特性を獲得してる場合に，拒絶の心配もなく患者に移植できる。
この技術に対する期待も大きいが，まだ解決されなければならない問題がある。
- インプリンティング遺伝子 Imprinted Gene精子と卵子はそれぞれ，受精後でも父親かあるいは母親のどちらの由来であるかが分かる “インプリント” imprint のある特定の遺伝子をもっている。
遺伝子インプリンティングについてはこちら 成体の細胞から取った核を卵子へ導入した場合に，正確なインプリント・パターンが確立されていないだろう。
しかし，いくらか希望がもてる研究結果が示されている。
２倍体の体細胞核を除核卵に注入した場合に，その核は “再プログラム化” される。実際，再プログラム化によって何が起こっているのかは不明な点が多いが，おそらくインプリンティング遺伝子の適切な メチル化と脱メチル化 が起こっているものと思われる。たとえば，成長した女性（ 雌 ）の細胞で起こっている 不活化した X 染色体 も卵子内で再度活性化されるはずで，実際に確認もされている。
- 体細胞突然変異 この手法によって，体細胞突然変異の影響を増大させてしまう可能性がある。[ 詳細についてはこちら ]言い換えると，核を得るために用いた体細胞に突然変異が潜んでいたとすると，後で患者に注入された時に細胞が複製され，重大な事態になりかねない。
- 社会的な問題最終的にこの手法（ しばしば“治療型クローニング”therapeutic cloning と呼ばれる ）では，ES 細胞 を得るために胚盤胞を培養することになる。しかし，この胚盤胞は理論的に子宮に移植すれば着床できるのであり，核を提供した人と遺伝的に同一の赤ちゃんに発生することができる。こうすれば，ヒトのクローニングにつながってしまう。実際に， Dolly や他の動物はこの方法でクローンが作られている。[ Dolly の作出についてはこちら ]
ヒトのクローニングが恐れられ過ぎているために，治療のためのクローニングも禁止すべきだと考える人も多い。
実際，将来の治療 目的の研究として，幹細胞の樹立のためにヒトの胚盤胞を利用することに反対する人は多い。
Advanced Cell Technology 社の Jose Cibelli のグループが 2002 年 2 月 1 日号の Science に，
これは，単為発生 parthenogenesis によるクローニング手法である。ただし，胚盤胞が着床したとしても，発生は継続しない。すなわち，同一のゲノムが 2 セットあっても，哺乳動物の生存子は得られていない。これは，おそらく インプリンティング の状態が正常でないためであろう。 |
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February 07, 2020