2016年6月15日水曜日

『世界を変えるiPS（週刊ダイヤモンド2016.6.11）』

週刊ダイヤモンド 2016年 6/11 号 [雑誌] (世界を変えるiPS)
週刊ダイヤモンド 2016年 6/11 号 [雑誌] (世界を変えるiPS)
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ダイヤモンド社 (2016-06-06)
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  • iPSの基本
  • iPS細胞 vs ES細胞 vs クローンES細胞
  • 研究最前線
  • iPSビジネス
  • ゲノム編集、遺伝子治療、着床前診断
iPSの基本
２つの能力
  1. 体のどんな種類の細胞にもなることができる能力
  2. ほぼ無限に増殖できる能力
作り方
  • ４つの遺伝子を導入するだけで、専門化した細胞が初期化され、万能細胞になる。
初期の方法 最新の方法
使用する細胞 皮膚の繊維芽細胞 血液のＴ細胞
初期化遺伝子の運び手 レトロウイルス センダイウイルス
初期化遺伝子の運び先 初期化遺伝子を核内のDNAに結合する 初期化遺伝子は核の外
ガン化リスク 高（DNAが傷つくため） 低
細胞の専門化と初期化
どんな細胞
にもなれる		 受精卵 iPS細胞
なれる細胞
は限られる		 幹細胞
（内胚葉系）		 幹細胞
（中胚葉系）		 幹細胞
（外胚葉系）		 ↑
（初期化）
専門化
された細胞
（270種類、37兆個）		 胃、腸の細胞 肝臓の細胞 骨の細胞 心臓、血液の細胞 筋肉の細胞 神経細胞 角膜、網膜の細胞 etc.
できること
  • 再生医療
  • 創薬　（難病患者のiPS細胞から病気の原因を調べる）
iPS細胞がヒトの治療に使われた、世界初の臨床研究
→加齢黄斑変性の治療。2014年9月、iPS細胞から網膜色素上皮細胞を作り、シート上にして移植。
iPS細胞 vs ES細胞 vs クローンES細胞
iPS細胞 ES細胞 クローンES細胞
作り方 使用する細胞 本人の「任意の細胞」 他人の「受精卵」 他人の「核を除去した卵子」＋本人の「任意の細胞の核」
操作 初期化遺伝子を導入して初期化する。 胚盤胞（はいばんほう）に成長させ、それの内部細胞塊（さいぼうかい）を取り出し培養する。 「核を除去した卵子」にクローン対象人物の細胞の核を導入し、胚盤胞に成長させ、それの内部細胞塊を取り出し培養する。
特徴 万能性 ○あり ○あり ○あり
拒絶反応 ○なし ×あり ○なし
倫理問題 ○なし ×あり
（受精卵の破壊）		 ×あり
（クローン人間につながる／卵子が必要）
研究最前線
目
  • 治療に使用する細胞が少なく、ガン化の危険性も低い目の分野から再生医療が開花。
  • 加齢黄斑変性　←世界初のiPS治療。安全性はクリア。
  • iPS製角膜シートで、傷ついた角膜の再生
神経
  • パーキンソン病　←iPS製ドーパミン生産細胞を移植。サルで成功。
  • 脊髄損傷　←iPS製神経前駆細胞を移植。サルで成功。
心臓
  • 心疾患　←iPS製心筋シートの貼付け、心筋細胞を集めた「心筋球」の直接注入
  • 足の筋肉から作った細胞シートは商品化済み。テルモの「ハートシート」
肝臓
  • ミニ肝臓（３次元の構造物）の作成に成功
  • ３つの細胞をいっしょに培養
    • iPS細胞から作成した肝臓の一歩手前となる前駆細胞
    • 細胞をつなぐ間葉系幹細胞（かんようけいさいぼう）
    • 血管を作る血管内皮細胞
膵臓（すいぞう）
  • １型糖尿病 ←iPS製膵β細胞
腎臓（腎臓）
  • 透析患者　←立体的な肝臓の組織を作るのに成功したが、機能が低い。
iPSビジネス
欧米では投資家の多くが、iPS細胞のビジネス化に見切りをつけ、より研究が進んでいるES細胞に流れており、日本だけがiPS細胞に固執している状況
研究機関
  • 京都大学iPS細胞研究所　＝　CiRA（サイラ；Center for iPS Cell Research and Application）
  • 理化学研究所
企業
  • 大日本住友製薬（最も先行）
  • 武田薬品
  • アステラス製薬
  • 富士フイルム
    • Cellular Dynamics International, Inc.を買収
      • ヒトES細胞を世界で初めて作成した教授が設立
      • iPS細胞を大量かつ安定生産する技術
      • 創薬向けの心筋細胞や肝細胞を販売
      • 世界最大規模のiPS細胞バンクの製造受託
  • タカラバイオ
周辺ビジネス
  • 輸送サービス
  • 細胞の加工施設（CPC）
  • 自動培養器
  • 検査機器
  • 民間保険
  • 消耗品類
iPS細胞ストックプロジェクト
  • 課題：iPS細胞を作成して安全性を確認するまでに、時間 （１年）とコスト（数千万円）がかかる。
  • 課題を解決すべく、拒否反応が起きにくい特殊な白血球の型を持つ人のiPS細胞をストック。（現在は１種類をストックしているが日本人の17%をカバー。）
ゲノム編集、遺伝子治療、着床前診断
ゲノム編集
  • 2015年、中国が、タブーとされていたヒト受精卵のゲノム編集を実施。→あせった各国政府は態度を変更
  • 2013年に開発された第３世代のゲノム編集ツールがゲノム編集の研究を加速
    • CRISPR-Cas9（クリスパー-キャスナイン）
    • 精度が1000倍以上に。
    • 作業は簡単。
    • 費用は10分の1。
    • 開発者はいつノーベル賞をとってもおかしくない。
ゲノム編集の仕組み
  1. ゲノム編集ツール（CRISPR-Cas9）が細胞内に入る。
  2. 狙ったDNAに結合するリボ核酸（RNA）をガイド役にして編集したい場所を見つける。
  3. 酵素のハサミでDNA配列を切り取る。
  4. 切り取った場所に新しいDNA配列を組み込む。
遺伝子治療
  • 特別な機能を持つ遺伝子を体に入れて難病を治す。
  • ２つの方法
    1. ウイルスに遺伝子を投入して培養し、製剤化して投入。
    2. 患者の細胞を取り出して遺伝子を導入・改変・活性化した後に患者の体内に戻す。
着床前診断
PGD
(Preimplantation Genetic Diagnosis)
着床前遺伝子診断		 PGS
(Preimplantation Genetic Screening)
着床前遺伝子スクリーニング
○特定の遺伝子異常の有無を診断。 ○すべての染色体を見て異常を検査。
○日本では一部しか認められていなかったが、欧米では普及。
○体外受精の妊娠率が向上。男女産み分けは100%確実。
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