慶大、iPS細胞を高効率・高品質で作成することに成功

慶應義塾大学(慶大)は5月27日、卵細胞のみが持つ新しい因子を用いて、従来の方法よりも高品質なiPS細胞を効率良く作製することに成功したと発表した。

同成果は、慶應義塾大学医学部 内科学(循環器)教室 福田恵一教授、湯浅慎介専任講師、慶應義塾大学病院 予防医療センター 國富晃助教、筑波大学動物実験学研究室らの研究グループによるもので、5月26日付けの米国科学誌「Stem Cell Reports」オンライン版に掲載された。

iPS細胞は、ES細胞と比較して多分化能が劣り、かつその能力もiPS細胞間でばらつきがあることが知られている。また、iPS細胞作製に汎用されている転写因子「c-Myc」はがん遺伝子であり、c-Mycの遺伝子導入は腫瘍発生が懸念されている。しかしc-Mycなしでの誘導ではiPS細胞作製効率が極めて低いという問題があった。

一方、卵細胞への体細胞核移植による体細胞の初期化は、多能性幹細胞の作製に応用可能で、iPS細胞の作製法よりも高効率かつ早く初期化が進むことが知られており、卵細胞には、Oct4、Sox2、Klf4、c-Mycといった山中因子とは異なる初期化因子が存在することが示唆されている。

今回、同研究グループは、卵細胞にのみに発現しているリンカーヒストンと呼ばれるタンパク質「H1foo」に着目。がん遺伝子であるc-Mycを除くOct4、Sox2、Klf4の3つの因子と共に、H1fooをマウスの分化細胞に発現させiPS細胞を作製した。

この結果、iPS細胞の作製効率は、3つの因子だけの場合に比べ約8倍にまで上昇した。またOct4、Sox2、Klf4の3つの因子だけでiPS細胞を作製した場合には、全作製iPS細胞コロニーにおいて、質の高い多能性幹細胞で高発現する遺伝子「Nanog」を発現するiPS細胞コロニーの作製効率は50%程度だが、H1fooを加えたところ、この効率が90%以上にまで上昇。さらにH1fooを含めて作製したiPS細胞は、培養皿上で胚様体と呼ばれる組織へ分化する能力がES細胞と同等に高く、かつiPS細胞間での胚様体への分化能のバラツキも減少していたという。

これに加え、iPS細胞のキメラマウス作製を行い、iPS細胞が1匹のマウスを生み出す高度な多分化能を持つかを検証した結果、H1fooを含めて作製したiPS細胞は、3つの因子だけの場合に比べ、格段に高いキメラ寄与率を認めるキメラマウスの作製効率が高く、その効率はES細胞とほぼ同等となった。