細胞の時間を巻き戻したふたり 〜シンポジウム「iPS細胞と私たちの未来」より

クローン動物の誕生とiPS細胞の登場

「時間を巻き戻す」──こう書くとSFのようだ。「初期化する」とか「リプログラミング」とすれば、WIREDの読者なら、パソコン用語を思い浮かべるだろうか。だが、主語は白衣を着た医学・生物学の研究者たち。そして、目的語は細胞だ。何の話かって？ もちろん、いま話題のiPS細胞（人工多能性幹細胞）のことだ。

6月17日、東京・お台場の日本科学未来館の地球ディスプレイ「Geo-Cosmos」の下に、約500の椅子がずらりと並んだ。この日のパブリックシンポジウム「iPS細胞と私たちの未来」に登壇したのは、京都大学iPS細胞研究所所長の山中伸弥博士とエディンバラ大学MRC再生医学研究所ディレクターのイアン・ウィルマット博士。わたしにとっては「最も衝撃的なニュースをもたらしたふたり」である。どういうかたちであれ、医学・生物学の分野に20年以上いる人ならば、わたしに同意してくれるはずだ。

山中博士がもたらしたニュースは、まだ記憶に新しい。2007年11月に、大人の皮膚の細胞から、無限に増殖し、身体のあらゆる種類の細胞になることができる“万能細胞”をつくることに成功したのだ。新聞もテレビもトップニュースとして報じた。

一方のウィルマット博士は、大人の羊の細胞から、“あの”クローン羊ドリーをつくり出すことに成功した人物である。発表されたのは、1997年2月のことだった。

クローン動物もiPS細胞も、医学・生物学を学んだ者にとっては「そんなことが可能だったのか！」という意味で衝撃的だった。この点は同じである。専門用語で「リプログラミング」とか「初期化」と呼ばれることを実現したという点でも同じだ。メディアが大きく取り上げた点も同じだった。だが、社会の受け止め方は違った。

さまざまな医療応用が考えられるiPS細胞は、歓迎一色だった。日本政府は数日後には5年で70億円の予算をつけて研究支援すると決め、ホワイトハウスもヴァチカンも、この科学的偉業を称える声明を出した。

一方、クローン動物の方は、ヴァチカンが嫌悪感を示した。研究が進めば同じ手法でクローン人間を生み出すことも理論上は可能になるからだ。日本をはじめ米国や英国など、クローン人間づくりを禁じる法律がなかった国は、慌てて規制法をつくった。ヒトラーが何人もいるイラストなどを載せた雑誌が現れ、あげくは「クローン人間づくりに成功した」と宣言するオカルト団体まで現れる始末であった。

科学誌などはその科学的意義を伝えたが、それでも十分に伝え切れなかったものがある。ウィルマット博士は、科学的探求心だけからクローン動物をつくったわけではない。もちろん、クローン人間をつくるための準備実験でもない。博士は一貫して、クローン人間づくりに関しては嫌悪感をあらわにしている。

では、何のために、ウィルマット博士はクローン動物をつくったか？ 博士はいったい、どういう未来を目指していたのだろうか？

イアン・ウィルマット IAN WILMUT
1944年英国生まれ。エディンバラ大学MRC再生医学研究所ディレクター。73年、冷凍保存の卵から子牛を誕生させることに成功。96年、クローン技術により羊「ドリー」を誕生させた。その後、クローン技術から家畜生産を行う研究の第一線で活躍。iPS細胞の発表により、iPS細胞の研究へ移行。現在に到る。

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ドリーは、何のために誕生したのか？

山中博士が「何のために」iPS細胞をつくったのかは、よく知られている。「病気で苦しむ患者さんを救いたい」。この一点だ。では、ウィルマット博士のクローン動物は？

結論を先に言うと、ウィルマット博士も同じである。クローン技術は、特殊なタイプの薬を効率よく、安価に大量に作ることを最終ゴールとして開発されたのである。

特殊なタイプの薬とは、タンパク医薬品のこと。がん細胞だけを狙い撃ちにする抗体医薬やC型肝炎の治療に使うインターフェロンなどが、これに含まれる。治療薬になるとわかっていながら、従来の技術ではつくるのが難しかったタンパク質も同様だ。ウィルマット博士の描いた未来は、「入手しやすい薬の普及によって、病気がなくなる世界」だったのだ。

ウィルマット博士は、細胞凍結技術のパイオニアであるE. J. ポルジ教授のもとで博士課程を学び、ポスドク研究員としてL. E. A. ローソン教授と研究する機会を得る。ローソン教授の指導の下、ウィルマット博士は凍結受精卵から世界で初めて子牛を生み出すことに成功した。さらに、ほかの人が敬遠した仕事を引き受けるようなかたちで始めた研究で、遺伝子導入動物である羊の「トレイシー」を生み出すことにも成功した。1990年のことだ。

「トレイシーは、ドリー誕生までは世界で最も有名な羊だったはずだ」と、ウィルマット博士はいう。トレイシーの身体中の細胞にはヒトの遺伝子が入っており、トレイシーが出す乳（ミルク）には、薬になり得るヒトのタンパク質が含まれていたのだ。

タンパク質は化学的に合成することが極めて難しい。遺伝子を組み換えた大腸菌や酵母などにつくらせる技術もあるが、収量が少ないため、どうしても高価になる。さらに、微生物では大きなタンパク質をつくることはできない。家畜のミルクから薬となるタンパク質を得られるトレイシーの技術は、こうした課題をクリアできる画期的なものだった。

もちろん課題はあった。世界中の患者に薬を届けようとすると、トレイシーのような家畜が1頭や2頭いても、まったく足りない。そしてトレイシーを生み出す技術は、受精卵に遺伝子導入をしなければならず、あまりに効率が悪かったのだ。

そこでウィルマット博士は、トレイシーのような成功例の細胞とまったく同じ遺伝子セットをもつ、言わば “一卵性双生児”を生み出そうと考えた。これこそが、細胞からのクローン技術である。受精卵とは異なり、普通の細胞であれば、酵母などと似た手法で大量の細胞を相手にいっぺんに遺伝子導入の処理ができるし、そこから、遺伝子導入に成功した細胞だけを選別する技術も、すでに確立されていたからである。

残念ながら、クローン技術も成功率があまり高くなく、安く大量にタンパク医薬品を作るという夢は達成できていない。しかし、この技術は、直接iPS細胞につながる大きな科学的成果であった。

ドリーがいなければ、iPS細胞は生まれなかった？

羊も人も、生命のスタートはたった1個の受精卵だ。これが分裂して2個の細胞になり、4個、8個と数を増やしていくと、次第に役割分担を始め、これがどんどん細分化していく。細胞が役割分担をして、特定の機能をもつ細胞へと変化していくプロセスを「分化」と呼んでいる。

分化は、DNAに書き込まれた遺伝情報のプログラムに従って粛々と進む。いったん分化した細胞は元に戻ったり、ルートを変えたりするようなことはない。角膜の細胞が心臓の細胞になって拍動を始めることは決してないし、脳の細胞が膵臓の細胞のようにインスリンを分泌することはないのだ。

だがドリーは、分化を終えた細胞でも、条件を整えれば、分化の道筋を最初からやり直すことが可能であることを示したのだ。山中博士は2008年の別のシンポジウムで、「クローンの研究がなければiPS細胞もなかった」と明言している。

ドリー誕生の翌年1998年には、やはりiPS細胞に直接つながる大きな科学的成果があった。米国の研究者がヒトのES細胞（胚性幹細胞）を得ることに成功したのだ。

ES細胞とは、受精卵から数日たった、ごく初期の胚を壊して得ることのできる特殊な細胞のこと。特徴は大きく２つ。まずは、無限に増えることができる。そして、まだ役割分担を始めていない状態なので、身体を構成するあらゆる細胞に分化することができる。

すぐにピンと来た読者もいるだろうが、ES細胞の特徴はiPS細胞の特徴と同じである。iPS細胞は「人工多能性幹細胞」とか「新型万能細胞」などと呼ばれるが、その実態は、「人工的にES細胞の状態に戻した細胞」にほかならない。そして、この「戻す」、つまり、リプログラミングが可能であることを示したのが、ドリーだったのである。

“みんなの”iPS細胞になるために、
始められているいくつかのこと＞＞＞

PHOTO BY KIYOSHI NISHIHARA （Miraikan）

山中伸弥 SHINYA YAMANAKA
1962年大阪府生まれ。京都大学iPS細胞研究所（CiRA）所長。2007年、ヒトの皮膚細胞に4種類の遺伝子を導入することでiPS細胞を樹立する技術を開発。世界標準となるiPS細胞の樹立方法や評価方法を開発し、iPS細胞を病態解明や創薬などの医学研究につなげることを目指す。10年より現職。

“みんなの”iPS細胞になるために、始められているいくつかのこと

研究であれ、医療現場で使うのであれ、「数」を揃えることは極めて重要だ。その点、iPS細胞の作成には熟練技はいらず、「4月にわたしたちの研究所に入ってきた学生が、6月くらいにはもうiPS細胞を使えるようになっている」と山中博士は言う。

さらにES細胞のように胚を壊して得た細胞ではないので、倫理的な壁も低く、多くの研究者が参加できる。実際、世界中の研究者が、それまでの自分の専門性を生かしながらiPS細胞を使った研究に参加している。

例えば、パーキンソン病などの神経疾患の専門家は、iPS細胞から治療に必要なタイプの神経細胞をつくり出しているし、糖尿病の治療を目指して、iPS細胞から膵臓の細胞をつくる試みもある。実験動物レヴェルでは、iPS細胞を使った治療で悪性貧血や脊髄損傷、アルツハイマー症などの症状が改善したという報告もある。

そして、来年度にもiPS細胞からつくられた網膜を使って、眼病治療の臨床研究が行われようとしている。これは神戸にある理化学研究所の高橋政代博士のグループが準備を進めている。

iPS細胞の登場から、わずか5～6年でここまで成果が上がったのは、研究者自身の努力やサポート体制の充実があったのももちろんだが、多くの研究者が参加できたという点が非常に大きい。ごく少量の貴重なサンプルを使うような研究であったら、ここまで一気に研究が進展することはなかっただろう。

山中博士自身が現在、力を入れているのは「iPS細胞ストック」。献血による輸血用血液の確保に似た仕組みで、iPS細胞バンクなどとも紹介されている。

献血と同じように健康な人から皮膚などの細胞を提供してもらい、そこからiPS細胞をつくっておく。iPS細胞のまま保管することもあれば、神経細胞など実際の治療に即した状態にして保管することもある。

こうしたバンク体制を整えておけば、必要となったときにすぐに届けることができる。普通の細胞からiPS細胞をつくるには1カ月かかる。そこから、治療に必要な細胞へと分化させるのにも時間がかかる。この数カ月間を患者が待てる状態であればよいが、時間との勝負になる治療もあるだろう。

「一人ひとりのiPS細胞をストックできればいいのですが、それではお金がかかりすぎるので」、HLAホモという特別な免疫型をもつ人のiPS細胞をストックする計画だという。Ｏ型の血液であればＯ型以外の人にも輸血できるように、免疫型がHLAホモの細胞であれば、多くのタイプの免疫型の人に移植が可能だ。計算では70種類のHLAホモの細胞があれば、日本人の約80％はカヴァーできるという。

注目したいのは、臨床研究が始まっていない段階から、iPS細胞ストックの準備を進めている点だ。iPS細胞を治療に結びつける研究は、ほかの専門家が行っている。これらの研究が実を結んでからバンク体制の整備を始めたら、また時間がかかってしまう。「少しでも早く、より多くの患者さんに」は山中博士からよく聞く言葉だ。

再生医療というと、若返りや不老不死などと結びつけて語られることもある。山中博士はこれには否定的だ。「不老不死を目指したことは一度もない。たった一度きりの限りある人生だからこそ、病気で苦しむことのないようにしたい」。

68歳になったウィルマット博士も「自分が生まれたときは感染症が多かった。いまは先進国では少なくなったが、医学の進歩をみんなに享受してもらうことが大切だ」という。さらに「50年後には細胞の機能不全による、たとえば糖尿病のような病気は治療法が見つかるかもしれない。若い人たちには、ぜひ志を高くもってもらいたい」と話す。

このシンポジウムの休憩時間には、来場者の頭上に輝くGeo-Cosmosを使いながら、アフリカに誕生した人類の祖先が、長い年月をかけて地球全体へと広がっていく様子を科学コミュニケーターが解説した。

故郷を離れて広がっていった人類の歴史は、山中博士がシンポジウムの最後に若い人に向けて語ったメーセージにもつながっていた。最後にこれを引用して、リポートの締めくくりにしたい。

「わたしは日本人であることを誇りに思っていますが、同時に地球の一部であるとも思っています。若い人にはぜひ、日本だけではなく、地球全体を見てほしい。日本人であると同時に地球人であってほしいのです。ぜひ、外に出てください。日本にいると、まるで日本は盛りを過ぎたように見えてしまうかもしれません。世界に出て、日本を外から見るという経験をしてください」

TEXT BY MASAKO TAKUMA（Miraikan）
PHOTOGRAPHS BY WIRED.jp_C