iPS細胞

受精卵は、たった一つの細胞から、皮膚にも神経にも心臓の筋肉にもなる。だが体ができあがるにつれて、細胞はそれぞれの役目に決まっていき、皮膚の細胞が神経の細胞に変わることはない。一度進んだ時計は戻らない、と長く考えられてきた。それを最初に揺るがしたのは、1962年、イギリスのジョン・ガードンの実験だった。彼はカエルの卵から核を取り除き、オタマジャクシの腸の細胞の核を入れて、そこから新しいオタマジャクシを育てた。役目の決まった細胞の核にも、体全体を作る設計図がそのまま残っていることを示したのである。1996年には、同じ考え方で大人の羊の細胞からクローン羊ドリーが生まれた。

体のどんな細胞にもなれる細胞は、医学にとって夢の材料だった。傷んだ臓器や、失われた神経を、新しい細胞で補えるかもしれない。1998年、アメリカで人の胚性幹細胞（ES細胞）が作られた。だがそれには、受精して数日の胚を壊して細胞を取り出す必要があった。胚を人の命の始まりと考える人びとは強く反対し、アメリカでは政府の研究費の使い道が制限された。また他人の胚から作った細胞を移植すれば、拒絶反応の心配もあった。

山中伸弥は1962年、大阪に生まれた。神戸大学の医学部を出て整形外科の医師になったが、手術が下手で、ほかの医師が20分で終える手術に2時間かかり、「ジャマナカ」と呼ばれたと自ら語っている。重い病で苦しむ患者を前に、治せない病を治す研究がしたいと考えて大学院に入り直し、アメリカのサンフランシスコの研究所に留学した。帰国後は研究の環境になじめず、一時は研究をやめて臨床に戻ることまで考えたという。1999年、奈良先端科学技術大学院大学に自分の研究室を持ったとき、彼が掲げた目標は、胚を使わずに、大人の細胞からES細胞のような細胞を作ることだった。無謀な目標だったが、学生たちが集まった。

山中が考えたのは、ES細胞で特によく働いている遺伝子を、皮膚の細胞に入れてやれば、細胞の時計が巻き戻るかもしれない、ということだった。世界中のデータベースを調べ、候補の遺伝子を24個に絞った。そこで、研究室の大学院生、高橋和利が大胆な方法を提案する。一つずつ試すのではなく、まず24個をまとめてマウスの皮膚の細胞に入れてみよう。すると、ES細胞によく似た細胞の塊が現れた。次に24個から1つずつ抜いて、どれを抜くと塊ができなくなるかを調べ、欠かせない遺伝子を4つにまで絞り込んだ。

2004年に京都大学に移った山中は、2006年8月、マウスの皮膚の細胞から、体のさまざまな細胞になれる細胞を作ったと発表した。人工多能性幹細胞、略してiPS細胞と名づけた。最初の「i」を小文字にしたのは、当時人気のあった携帯音楽プレーヤーのように広まってほしいという願いからだった、と山中は語っている。発表は世界の研究者を驚かせ、追試の競争が始まった。2007年11月、山中のチームは人の皮膚の細胞からiPS細胞を作ったと発表した。同じ日、アメリカのES細胞の研究者たちも、別の組み合わせの遺伝子で人のiPS細胞を作ったと発表している。

2012年、山中はガードンとともにノーベル生理学・医学賞を受けた。マウスでの発表から6年という早さだった。50年前に細胞の時計は戻せると示した研究者と、その時計を4つの遺伝子で戻してみせた研究者が、並んで賞を受けたのである。

iPS細胞は、患者自身の細胞から作れば拒絶反応の心配が少なく、胚を壊すという倫理の問題も避けられる。一方で、使った遺伝子の一つにはがんを引き起こす働きもあり、安全性が大きな課題になった。研究者たちは遺伝子の入れ方や組み合わせを改良し、京都大学は、拒絶反応の起きにくい型の人から作ったiPS細胞をあらかじめ蓄えておく仕組みも整えた。2014年には、理化学研究所などのチームが、iPS細胞から作った網膜の細胞を目の難病の患者に移植した。世界で初めての試みである。その後、パーキンソン病、心臓病、角膜の病気、脊髄の損傷などで臨床の研究が進み、2020年代には国の承認を目指す段階に入っている。

病気の患者の細胞からiPS細胞を作り、それを神経や筋肉の細胞に育てて、病気の仕組みを調べたり、薬の候補を試したりする使い方も広がった。人の体の外で、患者の細胞を何度でも作れるようになったからである。卵も胚も使わずに細胞の時計を巻き戻す技術は、体外受精で生まれた子に始まる生殖医療や、CRISPR-Cas9によるゲノム編集の遺伝子編集と並んで、生命をどこまで人の手で扱ってよいかという問いを、新しい形で投げかけ続けている。