iPS細胞が初めて肺組織に

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『Nature Biotechnology』に発表された研究が、肺組織をつくるための材料としてiPS細胞が利用可能であることを明らかにした。将来、移植に利用できるかもしれない。

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12月2日に『Nature Biotechnology』紙上で発表された発見の臨床応用には、まだ時間がかかる。しかし、コロンビア大学医療センター（CUMC）の研究者たちの研究の目標は、ヒト幹細胞を呼吸器の組織に変化させて、肺の移植に利用することだ。科学者たちは、初めて人間の（皮膚の）体細胞を、誘導細胞（昨年のノーベル医学生理学賞につながった誘導多能性幹細胞、つまり有名なiPS細胞のこと）に変化させて、さらに呼吸器の細胞に変化させることに成功した。

「科学者たちは、ヒト幹細胞を心筋細胞や膵β細胞、腸細胞、幹細胞、神経細胞に変化させることには比較的成功を収めていて、あらゆる種類の再生医療の可能性を広げてきました」と、研究のリーダー、ハンス・ウィレム・スネークは説明した。

「いま、わたしたちはようやく肺や気道の細胞をつくり出すことができるようになりました。これは、胚移植の術後経過が特に難しいため重要です。いかなる臨床応用もまだまだ遠いですが、わたしたちは肺の自己移植、つまり機能する肺組織をつくり出すために患者の皮膚細胞を用いる移植を行うことを考え始めることができます」。この場合、拒否反応のリスクも避けられるだろう。

研究者たちの到達点は、何年もの研究と誘導による細胞の著しい変化の結果だ。スネークのチームはまず（ES細胞であれ誘導細胞であれ）ヒト幹細胞を、ある量の内胚葉（扁平な胚細胞で、これから呼吸器の上皮細胞が生じる）の細胞に変化させるプロトコルを開発して、そのあとでさらなる要素を追加することによってこれらの細胞の成熟を完成させ、最終的な産出物を得ることに成功した。

この場合の最終的な産出物とは、呼吸器のさまざまな種類の細胞（正確には肺と気道の典型的な構成要素となる6種類の細胞）のことだ。生み出される細胞の種類のうち、特に重要なのがII型肺胞上皮細胞である。呼吸プロセスにかかわり、肺胞細胞の機能と維持に重要な物質となる肺サーファクタントをつくり出すため、根本的なものだ。

バイオ工学の技術のおかげもあって、この発見は臨床応用の可能性を開くだけでなく、研究者たちが実験室において肺組織のモデルの再現を可能にすることも重要だ。これは特発性肺線維症のような病気の発生の経過を分析して、新しい医薬のテストをしたり、人間の呼吸システムの発達を研究するのに有益となる。