万能細胞

「万能細胞」という言葉は、多細胞生物を構成するほぼすべての種類の細胞へ分化できる能力、すなわち「多能性」を持つ細胞、あるいは将来的に夢のような治療を可能にすると期待される細胞を指して用いられる、主に一般向けやマスメディア向けの呼称です。これは生物学における厳密な専門用語ではありません。

この言葉が広く使われるようになったのは、1998年11月にヒト胚性幹細胞（ES細胞）が報告された際の新聞報道がきっかけと考えられています。その後、人工多能性幹細胞（iPS細胞）が登場すると、ES細胞を「従来の万能細胞」、iPS細胞を「新型iPS細胞」と区別したり、あるいは両者をまとめて「万能細胞」と呼ぶようになりました。ES細胞もiPS細胞も、生物学的には多能性幹細胞に分類されます。

代表的な「万能細胞」：ES細胞とiPS細胞

「万能細胞」と呼ばれる細胞の中で代表的なものは、胚性幹細胞（ES細胞）と人工多能性幹細胞（iPS細胞）です。

ES細胞は、受精卵が初期の細胞分裂を繰り返してできる、数百個の細胞からなる胚盤胞という構造体の内側にある細胞塊（内部細胞塊）を体外で培養することによって得られます。

iPS細胞は、皮膚細胞などの特定の体細胞に、数種類の特定の遺伝子などを導入することで、人為的に多能性を持たせた細胞です。山中伸弥教授らによって開発されました。

これらのES細胞とiPS細胞は、どちらも多能性幹細胞（pluripotent stem cell）と呼ばれています。実験室で大量に増やすことが可能であり、適切な条件を与えることで体の様々な細胞へと変化させることができるため、病気やけがで失われた組織や臓器を修復・再生する「再生医療」の材料として大きな期待が寄せられています。

多能性とは

細胞の「多能性（pluripotency）」とは、生物学的には「全能性（totipotency）」と「多分化能（multipotency）」の中間に位置する分化能力を指します。受精卵、そして初期の数回の細胞分裂を経た状態のごく初期の胚細胞だけが持つ、胎盤を含めた体のすべての組織に分化できる能力を「全能性」といいます。一方、成熟した動物の体内に存在する神経幹細胞や造血幹細胞のように、特定の系統の細胞にしか分化できない能力は「多分化能」と呼ばれます。

多能性は、胚盤胞の内部細胞塊が持つ能力で、胎盤組織を除く、外胚葉（神経、皮膚など）、中胚葉（筋肉、骨、血液など）、内胚葉（消化管、肝臓など）といった、体を構成するほぼ全ての種類の細胞へと分化できる能力です。ES細胞はこの内部細胞塊から分離・培養されたものであり、iPS細胞はこの多能性を人工的に付与された細胞です。

再生医療と応用、そして課題

人類が人工的に培養・開発した最初の万能細胞として注目されたのはES細胞でした。1981年にマウスでES細胞が樹立され、後にヒトES細胞も作製されました。ES細胞は、特定の条件の下で様々な細胞や組織へと分化させることが可能なため、人工的な臓器を作製して移植に利用できる可能性が示唆されました。

しかし、ヒトES細胞の作製には受精卵を破壊するプロセスが伴うため、倫理的・宗教的な観点から議論や規制が生じました。また、患者とは異なるES細胞を使う場合には、移植後の拒絶反応の問題も課題となりました。

iPS細胞の登場は、これらの課題に対する画期的な進歩をもたらしました。患者自身の体細胞から作製できるため、受精卵を用いる際の倫理的問題を回避でき、自家移植による拒絶反応のリスクも低減できます。iPS細胞は、加齢黄斑変性のような疾患に対する臨床研究が既に始まっています。

「万能細胞」の研究は、再生医療に加えて、創薬や疾患研究の分野でも大きな可能性を秘めています。患者由来のiPS細胞から病気に関連する細胞や組織を作製し、病気のメカニズムを詳細に調べたり、新しい薬剤候補の効果や副作用を評価したりすることが可能になっています。これにより、効果的な治療法や薬剤の開発が迅速化されることが期待されています。

また、生殖医療や絶滅危惧種の保全といった分野への応用も模索されています。iPS細胞を用いて精子や卵子のような生殖細胞を作製する研究が進んでおり、不妊治療への道を開く可能性が示されています。一方で、ヒトの生殖細胞作製技術は、生命倫理に関する深刻な議論を必要とします。

さらに、複雑な臓器全体を人工的に作製するには、多くの種類の細胞を組織化させる必要があり、非常に高い技術的なハードルが存在します。将来的には、キメラ生物（ヒトの細胞を動物の胚に導入した生物）を利用した「臓器工場」のような方法が検討される可能性もありますが、これは新たな倫理的問題を引き起こす可能性をはらんでいます。

このように、「万能細胞」と総称される多能性幹細胞の研究は、病気の治療や生命科学の理解において計り知れない可能性を秘めている一方、技術的な困難さや生命倫理に関する重要な課題も多く存在します。今後の研究の進展と社会的な議論の両方が求められています。

もう一度検索