精子と卵子以外の細胞から「合成胚」作製

オランダの研究チームが、精子と卵子ではないネズミの幹細胞から「合成胚」を作成したと発表しました。

この画期的な幹細胞の研究は、ヒトや動物のクローンを作ることでは無く、受精卵の着床という初期段階で多くに妊娠が失敗する理由を理解することを目的に行われました。

実験皿の中で作られたこの合成胚を、研究チームは生きているメスのネズミの子宮内膜に付着させ、この合成胚は数日間成長したようです。この過程の研究が、人間の生殖医療の向上につながる可能性があると専門家は話しています。

これは初期の流産が、女性が妊娠したことに気付く前にも、受精卵が子宮内膜に定着しないことで発生しているのいう問題に関連しています。この現象は胚の成長異常に関係する可能性が高いとされていたものの、なぜ初期の流産が発生するのか全く解明されていませんでした。

初期の胚がどのように発達するかを研究することは、倫理的にも技術的にも注意を要するようです。こういった生殖関連の研究については、必ず倫理的問題がついて回るようですが、クローン動物を作ることが可能になった現在では、少なくとも動物実験については全く問題がないような気がします。

胚の模型を作製するのに精子や卵子ではなく幹細胞を使うことは、科学研究の要求に豊かな供給をもたらしました。このあたりも受精卵を作る技術が確立しているわけですので、早期流産の原因解明に受精卵を使って研究することが難しかったというのもやや奇妙な感じがします。

幹細胞は未成熟な細胞で、生命の初期段階や成長過程で多くの異なる体の部分に変化することができます。研究チームは、ネズミから作り出した2種類の幹細胞を混ぜ合わせ、胚に似た構造体を作製しました。

顕微鏡で見ると、この構造体は胎盤や身体を作り出す役割を通常果たす、同じような形の球体状の細胞など、本物の初期段階の胚や胎盤胞と全く同じに見えるという結果でした。研究チームは、この構造体がネズミの子宮に定着するのを観察することができました。

他の研究者たちも、幹細胞で胚を作ることはできていたものの、こういった観察はそれまでされたことはありませんでした。研究チームは、これらの合成胚を極めて大量に作成し、詳細に研究できるようになった。このことは、なぜ初期の胚が定着に失敗するのかを理解し、生殖能力を補助するかもしれない薬を試験することの助けになりうると述べています。

この方法で人間の胚に似た構造物を生み出すことへの見通しは今のところかなり遠いとしています。それでもこういったネズミの胚を使って、子宮内膜への定着の仕組みを研究できるようになれば、色々人間にも応用可能な結果が出てくるような気もします。

農業をする昆虫養菌性キクイムシ

今日は昆虫の話ですが、私も昆虫の世界にはいろいろ興味を持っており、このブログでもありの社会性などについて書いています。

菌を栽培して食べるアンブロシアビートルという昆虫ですが、たぶんキクイムシの仲間のようですのでキクイムシと表記します。

この昆虫はストレスを受けて弱っている木の中に、トンネルや通路をネットワーク状に掘り、体の一部に貯蔵しておいた菌を生やし世話をするという菌の畑を作っています。この菌がキクイムシの唯一の食料という面白い生活を送っています。

キクイムシが酒の成分であるエタノールに引き寄せられことは以前から知られていました。これは干ばつや洪水などのストレスを受けると、木の中でエタノールの濃度が高まることから、ストレスを受けている木を見つけるためだと考えられていました。

このあたりも面白いところで、たぶん樹木は元気なときはこういった昆虫を寄せ付けないような成分を出しているのかもしれません。エタノールがキクイムシにとってどんな役割を果たしているのかをドイツの研究チームが発表しました。

研究チームはまず、研究施設で健康な木の近くにエタノールを置くと、キクイムシがやってきて木の中にトンネルを掘り始めましたが、ほどなく去っていったようです。菌の畑作りも繁殖もしていませんでした。しかし木にエタノールを吸収させると、キクイムシはその中に住み続け、菌の畑を作り子孫を増やしました。

次に研究チームは実験室内でキクイムシを育て、おがくずを詰めた筒の中に入れました。筒に低濃度のエタノールを注入すると、入れていない筒に比べ菌の畑は大きくなり、繁殖も盛んになりました。

さらに研究を重ねた結果意外な事実が分かりました。通常エタノールは殺菌剤として用いられるように、菌の増殖を抑える働きがあります。ところがキクイムシと共生する特殊な菌は、このエタノールによって成長を促され、さらにエタノールはキクイムシが食べない余計な雑菌を死滅させるという働きがあることが分かりました。

つまりエタノールは通常の畑での除草剤の役割を果たしていたわけです。今回の成果について昆虫学者は、キクイムシがエタノールを含む木に畑を作るのは、菌の競争相手を取り除く戦略であり、食料を選択的に育てる能力が判明したと述べています。

通常こういった方策は多数の化合物を利用する複雑な系となりますが、キクイムシはエタノールのみという非常にシンプルな系で達成しているのが面白いとしています。

研究チームは、キクイムシの共生菌がどう育つかの解明をすることで、農作物への被害を抑える方法が明らかになることを期待しているようです。

iPS創薬で難聴の治験

慶応大学の研究チームは、進行性の難聴を引き起こす遺伝性の病気「ペンドレッド症候群」の治療薬候補をiPS細胞を使って発見し、患者に投与する治験（臨床試験）を5月に開始すると発表しました。

iPS細胞を使った創薬研究の治験は、京都大学が昨年実施した「進行性骨化性線維異形成症」に続き国内2例目で、動物実験を行わずに治験を開始するケースは初めてです。

ペンドレッド症候群は、難聴やめまい、甲状腺腫を引き起こす疾病で、有効な治療法はなく、国内の患者数は約4千人とされています。音の振動や体の平衡状態を脳に伝える内耳という器官に異常が生じることで起こります。

研究チームは患者の白血球から作製したiPS細胞を内耳細胞に分化させ、症状を体外で再現することに成功しました。詳しく調べたところ、異常なタンパク質が蓄積して内耳細胞が死ぬことが病気の原因とわかりました。

異常なタンパク質の分解を促進する可能性のある約20種類の薬剤を試したところ、臓器移植の際に免疫抑制剤として使われる「シロリムス」（発売名ラリパリムス）が有効であることを突き止めました。これは既存の薬剤を調べたわけですが、この程度の種類で有効なものが見つかるというのは運が良いといえます。

このペンドレッド症候群は患者の症状を再現する動物を作成できず、原因が分からないため治療薬の開発が進んでいませんでした。やはり病態の実験動物がいないというのは、原因も調べにくく、また何を目標とするかなど設定が難しいため、取り組みが難しいことになっています。

現在は実験動物の作製も遺伝子を含めた色々な手法が開発されているようですが、こういった患者数の少ない難病では、需要の問題もあり進んでいなかったようです。

研究チームは、今回の臨床試験がiPS創薬の本格的な始動になり、より多くの病気の治療につながるだろうと話しています。今回の臨床試験は7歳以上の患者16人を対象に、1人当たり10か月かけて実施します。

患者は自宅で検査機器を使って症状を毎日計測し、データを通信回線で自動収集して投薬効果を確かめるとしています。今回のように動物実験を全く行わず治験に入るというのは非常に珍しいケースですが、使用する薬剤が既存薬ということもあり、副作用などの安全性も確認されているはずですので、問題はないような気もします。

ただ体外での実験で良い結果が出たからといって、体内（実験動物、人間も含めて）で同じような効果が出ることは少ないような気もしますので、治療法の無い病気とはいえ、直接ヒトで確かめるというのはやや強引すぎるような気もしています。

イタリア国際テニス途中経過

今週からローマでイタリア国際（ATP-1000、マスターズ）が開催されています。

前週マドリードオープンに続いて2週連続でマスターズが行われるというのは、やや過酷なスケジュールのような気がします。日本からは徐々に調子が上がっている錦織と杉田、女子の大坂なおみが参戦しました。

大坂なおみは1回戦で元女王アザレンカとの対戦となりました。どうも大坂はドロー運が悪いようで、初戦から厳しい相手になっています。それでも大坂の強烈なサーブと、鋭いショットが戻ってきたようで、あまり得意でないクレーコートでもアザレンカを寄せ付けず、6-0、6-3のストレート勝を納めました。これで大阪は元女王を7人破るという本当の強さを見せた試合でした。

2回戦は現在のNo1ハレプとの対戦となりました。前回大坂が倒した相手ですが、女王ハレプも大坂を徹底的に研究したようで、安定した多彩の攻めで大坂を翻弄しました。このテニスには大坂も付いていくことができず、1-6、0-6とあっけなく負けてしまいました。このあたりはまだまだ大坂も改良する部分が多いようです。

錦織の1回戦はスペインのロペスとの対戦となりました。こういったベテランにどう対処するかで、錦織が完全復帰できたかが判断できる対戦でしたが、1セットは1進1退でタイブレークまでもつれこみました。

それでも何とかこれを取り、1セットリードすることができました。2セットは早い段階で錦織がリードし、このまま確実にとり切り6-4のストレートで勝つことができました。

昨日の2回戦は世界ランク4位のディミトロフとの対戦となりました。彼は錦織と同世代で、昨年から調子を上げこのランクまで順位を上げてきています。現在の錦織の復調さではかなり難しいと感じていました。

1セットは錦織がうまくバックを攻め、リードしたのですが終盤追いつかれタイブレークまでもつれこみ、惜しいところでこのセットを落としてしまいました。

2セットも先にブレークされ、ここまでかと思っていましたが、何とか錦織が追いつき、これもタイブレークかと思っていたところ最後にブレークし7-5で取ることができました。

ファイナルセットに入り、長い試合で疲れが出ているはずの錦織の調子が上がっているような感じでした。それでも本当に接戦でしたが、ややディミトロフにミスが目立つようになりました。1回のチャンスをものにした錦織が何とかこのセットを6-4で取り、3時間に及ぶ長い試合に逆転勝利しました。

この試合に勝ったことで、錦織の復調はほぼ完全と言えるようになった気がします。これからは毎日試合となりますので、錦織の体力がやや心配ですが、どこまで進めるか活躍を楽しみにしています。

病気の発症・憎悪をもたらす5大要素

なぜ病気になるのか？その人の体質か、生活習慣なのかという問題について書いてみます。

私たちの体は、単なる細胞の集合体ではなく、遺伝子そのものの特徴に加え、遺伝子や分子の異常をもたらす生活環境も考慮しなければいけないようです。

これらに加え、外部環境と身体をつなぐ役割を果たす5つの要素が、体全体を束ねる調節、免疫、老化に影響を与え病気の発症に大きく関係すると注目されています。

生活習慣病をはじめとする多くの疾患は、遺伝的要因と環境要因の両方が寄与する「多因子疾患」と呼びます。多因子疾患では複数の遺伝子が少しずつ発症に関与し、しかも患者によって保有する発症関連遺伝子の組み合わせが異なります。

例えば、複数の遺伝子に偶然起こった変異の蓄積が、最終的にガンや糖尿病といった病気へつながるのです。実際病気になるまでは長い連続した過程があり、検査で見つかるのはその過程の後半にすぎません。

インフルエンザや肺炎などの急性炎症、感染症以外のほとんどの病気は、ある日突然発症したり診断されるわけではなく、小さな異常が積み重なって異常が指摘されるようになります。

身体は、外界の物理的な刺激や化学的刺激に反応して適応行動をとります。増殖因子やホルモンなどを介して細胞間の情報のやり取りが行われ、これをもとに細胞周期の制御に関わる遺伝子がコントロールされたり、細胞機能が調節されています。これがうまくいかないと病気や生体の老化を引き起こすとされています。

さてその体と外部環境をつなぐ5つの要素ですが、まず一つ目が「糖化反応」です。これは食事などから摂った余分の糖質が体内のタンパク質などと結びついて、細胞などを劣化させる現象です。これは老化現象と密接に関連しているとされていますが、私は必要な糖化反応もあり必ずしも良くない反応ではないと考えています。

次が「酸化ストレス」でこれは多岐にわたって高血圧や炎症などの病気の発生や憎悪に中心的な役割を果たしています。次が「慢性炎症」ですが、これはこのブログでも取り上げたようにＤＮＡの損傷などやはり疾病の大きな原因のようです。

「腸内環境」もよく取り上げられる要因ですが、この改善で老化抑制や感染症抵抗性などの効果があるとされています。最後が「自律神経」で外部環境に身体をうまく適応させるクッションのような働きを持っています。

これらの要素は予防介入が可能とされているようですが、具体的に何をすればよいのかはよくわかりませんでした。病気は治療よりも予防が大切と言われていますが、具体的な方策はあまりないような気がします。

私は寒さを我慢すると体調が悪くなるようですので、その当たりを注意する程度なのかもしれません。