【テクノロジー解説】iPS細胞ってなに?専門化した「大人の細胞」に4つの遺伝子を入れると、体のどんな細胞にもなれる状態に「初期化」できる。山中伸弥博士が2006年に発表、2012年ノーベル生理学・医学賞
私たちの体は、1つの受精卵から始まり、神経・筋肉・肝臓などの細胞へと「専門化」していきます。この流れは一方通行だと考えられていました。2012年のノーベル生理学・医学賞は、1962年にカエルの実験で専門化した細胞の核が元にもどれることを示したガードン博士と、2006年に、マウスの結合組織の細胞(線維芽細胞)にわずか4つの遺伝子を入れるだけで、どんな細胞にもなれる「iPS細胞(人工多能性幹細胞)」をつくった山中伸弥博士に贈られました。病気のしくみの研究や、新しい治療の開発に使われています。やさしく解説します。
プレ男「iPS細胞」って、日本の研究者がノーベル賞をとったやつだよね。再生医療とか聞くけど、そもそも何がすごいの?
メル美皮膚の細胞から、ほかの細胞がつくれるって聞いたよ。
こんにちは、Dr. Taro です。 「テクノロジー解説」、今回は iPS細胞です。2012年ノーベル生理学・医学賞の公式発表をもとにまとめました。
細胞の「専門化」は一方通行だと思われていた
- 私たちはみんな、受精卵から始まりました。受精して最初の数日の胚は、体のどんな細胞にもなれる未熟な細胞でできています。これを「多能性幹細胞」といいます
- 胚が育つにつれて、その細胞は神経・筋肉・肝臓などの細胞になり、それぞれ決まった仕事をするように専門化していきます
- この「未熟 → 専門化」の流れは一方通行で、専門化した細胞が未熟な状態にもどることはできないと考えられていました
1962年:ガードン博士のカエルの実験
- 英国のジョン・ガードン博士は、カエルの卵の核を、オタマジャクシの腸の細胞(専門化した細胞)の核と入れかえました
- その卵は、ふつうのオタマジャクシに育ちました。専門化した細胞の DNA にも、カエルのすべての細胞をつくる情報が残っていたのです
- 最初は疑いの目で見られましたが、ほかの研究者によって確かめられ、のちに哺乳類のクローンにつながりました
2006年:山中博士の「4つの遺伝子」
- ガードン博士の発見から40年以上たった2006年、山中伸弥博士は、細胞をまるごと、未熟な幹細胞にもどす方法を見つけました
- 胚性幹細胞(ES細胞)を未熟なままにしている遺伝子を探し、それを組み合わせて、マウスの結合組織の細胞(線維芽細胞)に入れて調べました
- その結果、たった4つの遺伝子を入れるだけで、どんな細胞にもなれる未熟な幹細胞にもどせることがわかりました。これが iPS細胞(人工多能性幹細胞)です
- iPS細胞は、神経や腸などの細胞に育てることができました。この発表は、すぐに大きな突破口と受けとめられました
プレ男大人になった細胞の「時計」を、赤ちゃんのころまで巻きもどせるってこと?
なにに役立つの?
ノーベル賞の発表によると、
- iPS細胞は、体のあらゆる種類の細胞になれることがわかってきました。人の細胞からもつくれます
- たとえば、いろいろな病気の患者さんから皮膚の細胞をとって iPS細胞にし、研究室で健康な人の細胞とどうちがうかを調べられます
- これは、病気のしくみを理解し、新しい治療を開発するための、かけがえのない道具になっています
- 教科書が書きかえられ、新しい研究分野が生まれました
iPS細胞は、専門化した大人の細胞を、どんな細胞にもなれる状態に「初期化」したものです。山中伸弥博士が2006年に発表し、病気のしくみの研究や新しい治療の開発に使われています。
遺伝子の技術のつながり
遺伝子を入れて細胞を初期化する iPS細胞、DNA を書きかえる CRISPR-Cas9、設計図を一時的に届ける mRNAワクチン。どれも、生命の設計図をあつかう技術です。
プレ男「一方通行」って思われてたことをひっくり返したのがすごいんだね。
メル美カエルの実験から40年以上かかって、ここまで来たんだね。
細胞が自分の中身をリサイクルするしくみは、【テクノロジー解説】オートファジーってなに?へ。
iPS細胞を使った治療の臨床試験の最新の進歩は、iPS細胞の治療はいまどこまで来た?へ。
まとめ
- 細胞の専門化は一方通行だと考えられていた
- 1962年、ガードン博士が、専門化した細胞の核からカエルを育てることに成功
- 2006年、山中伸弥博士が、4つの遺伝子で大人の細胞をどんな細胞にもなれる状態に初期化(iPS細胞)
- 2012年ノーベル生理学・医学賞
- 病気のしくみの研究や、新しい治療の開発に役立てられている
参考文献
- The Nobel Assembly at Karolinska Institutet. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012. NobelPrize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/ (閲覧日:2026年10月5日)
この記事は一般的な情報提供を目的としたもので、個別の診断・治療に代わるものではありません。 気になる症状や不安がある場合は、医療機関にご相談ください。