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【新万能細胞!!】「STAP細胞」とは

山中教授のノーベル賞受賞で大きな話題となったiPS細胞。その能力を遥かに上回る可能性がある万能細胞「STAP細胞」。偶然の発見と小保方さんの努力で生まれた万能すぎる細胞は、一体どのようなものなのでしょうか。iPS細胞との差は?何がすごい?作った小保方さんって?分かりやすく解説します!

更新日: 2018年03月16日

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この記事は私がまとめました

kawa086さん

本まとめは、STAP細胞に関する疑義が表面化し、論文が取り消される前に作成したものです。現在の状況を考慮したうえで、今後もしばらく残しておくことにしました。ご理解の上、閲覧いただきますようお願い申し上げます。
  2016年2月25日 kawa086

緑色に発光しているのがSTAP細胞。
この細胞が様々な細胞へと変異し、体の一部になることができる。

※多能性を示すと緑色に発行して変化を示すための薬品(マーカー)を使用しているため、緑色に発光しています。

「STAP細胞」とは?

正式名称は「刺激惹起性多能性獲得細胞」

【読み方】しげきじゃっきせいたのうせいかくとくさいぼう

刺激(ストレス)を与えることによって、多くの細胞に変化できる「分化多能性」を持った細胞。
「惹起(じゃっき)」とは、何かが引き起こされることで、この場合、刺激で多能性の獲得が起きる、という意味。

「STAP」とは、「刺激惹起性多能性獲得」を英語表記した際(Stimulus Triggered Acquisition of Pluripotency)の頭文字からとったもの。
「刺激惹起性多能性獲得(STAP)」という、刺激を加えて初期化を行い、多能性を獲得させる方法を行って作り出した細胞を「STAP細胞」と呼びます。

iPS細胞を超える能力

「万能細胞」と呼ばれるものには、いくつかあります。
iPS細胞(人口多能性幹細胞)は、細胞の核に人工的な細工を施す(特殊な遺伝子を皮膚などの細胞に組み込む)ことで、様々な細胞になることができるよう変異できるようにしたもの。
人間でも近々適応が期待されるが、胎盤など、一部の細胞になれなかったり、癌への変異の可能性が高いというデメリットがあった。
ES細胞(胚性幹細胞)は、卵子を壊して作り出す。様々な細胞に変異できるが、これも一部の細胞になれなかったり、生産の速度が遅かったり、卵子を壊すので倫理的な問題があるなど、問題があった。

作成 - 早い!

作成にかかる時間は2日から7日。
しかも手間も少なく、3週間から4週間かかるiPS細胞と比べ、2週間以上短縮された。
初期化率も、iPS細胞の数十倍と高い。
最近、iPS細胞の作製の効率が飛躍的に伸びましたが、それ以上の効率です。
現在、作成方法が問題になっていますが、論文にある通りだとすれば、iPS細胞より数倍効率が良くなることは間違いありません。

能力 - 他の万脳細胞を遥かに凌ぐ能力を持つ

マウスの細胞からの生成は成功。さらに、STAP細胞によるマウスの誕生にも成功させている。

現在、米のハーバード大学の研究チームが、人工的に脊髄を傷つけた猿で、STAP細胞での回復がみられるか実験を行っている。

今後は、マウス以外の動物(ヒトなど)の細胞でも作成・使用できるか、などが課題となる。

今回の細胞は、体のどの細胞にも変異することができる。
また、生産も安易で、効率も良く、デメリットはほぼ皆無と言える。
この細胞のおかげで、脊髄の損傷などといった、大変治療しにくい部位の治癒が、他の万能細胞と比べ、安易に可能となる。

●ただ、STAP細胞は癌になる可能性があるという。iPS細胞も癌になる可能性が指摘されていたが、現在は改善されているため、この点においては同等と言える。

普及 - 実用化は遠のく見通し

細胞が変異する仕組みなどがまだ分かっておらず、不明な点が多いため、人への実用化は100年後にもなると言われ、私たちが生きている間は活躍しそうになさそう。
変異の様子やデメリットの解明が今後の研究課題となります。

生成方法

STAP細胞の作り方は、臓器などから取り出された細胞を酸性溶液に数十分間浸し、細胞にストレスを与え、数日かけて自ら初期化させることで、どのような細胞にも変異できる「赤ちゃん細胞」にする、というもの。
大変容易で、iPS細胞の性質を大きく上回ると言われている。

実験では、マウスの肝臓から分離したリンパ球(細胞)を酸性溶液につけることで、「細胞の初期化」を行うことでSTAP細胞を作り出した。

STAP細胞のほうが安易に生成できることが分かる。
核に直接遺伝子を導入する、細かい作業が無くなったこと、培養の時間が数倍短縮されたことは大きい。

今までありえないと考えられていた

はじめ、小保方さんは別の細胞の研究を行っていた。実験中に、細い管を通った細胞が初期化を起こしたのを見つけ、ほかの学者は皆、偶然だ、何かの間違いでは?と言われたが、小保方さんはこの現象を新しい発見だと考え、研究を始めた。
細胞は、細胞分裂という現象を繰り返して体の部位を作る。この細胞分裂という現象は「不可逆」、つまり戻ることはできないと考えられてきたが、核に直接手を加えてこの常識を覆したのが「iPS細胞」だ。

小保方さんも、偶然だとは思ったが、ある一つの仮説を立てた。細胞が細い管を無理やり通ろうとする際、衝撃が加わって初期化を始めたのでは、と考え、2009年に実験が始まった。
様々な方法を試し、酸性溶液に浸した際が最も初期化が起こりやすいと分かった。
そして2014年1月29日、「STAP細胞」の発表に至った。

研究には様々な苦悩があった

ここまで簡単に作れ、デメリットの少ない万能すぎるSTAP細胞の研究と発表には、数多くの苦難があったといいます。

2008年、ハーバード大学留学中、小保方氏が別の実験中の事象からSTAP細胞の作製方法を着想。
2009年、原型となる論文が完成。
2010年、科学誌「Nature」への論文掲載が却下された。
2011年、東日本大震災でハーバード大学へ行けないというハプニングがあった。
同年、無事ハーバード大学へ戻り、研究の末、STAP細胞による初めてのマウスが誕生。
2014年、1月29日に発表、日本でもニュースが放送され、30日にNatureへ論文が掲載された。

信じてもらうのは難しかった。

「内径0・03~0・05ミリのガラス管を通すと、確かに幹細胞のような細胞が出てきた。ところが、ガラス管を通す前の細胞の中には、幹細胞はまったく見つからなかった。
ふつうなら、あるはずなのに見つけられないだけ、と考える。だが、小保方さんは違った。幹細胞が「より分けられている」のではなく、細いガラス管の中に押し込められるという刺激によって、幹細胞のような細胞が「作られている」のではないか――。現象をありのままに解釈した。
毒を与えたり、熱したり、飢餓状態にしたり。様々な刺激を細胞に与えてみた。その中で最も効率よく作れたのが、弱酸性の液体に浸す方法。浸す時間は25分。細胞が死に瀕(ひん)すると変身するのでは、と考えた。

だが、信じてもらうのは難しかった。いったんさまざまな組織になった細胞が、環境を変えるだけで幹細胞などに「初期化」される現象は、ニンジンなどの植物では知られるが、動物では絶対に起きないと考えられていた。iPS細胞などの万能細胞を作るには、遺伝子を人為的に働かせるなど、細胞の中身に手を加える操作が不可欠だった。」

某有名科学雑誌にも「有り得ない」と、研究成果の掲載を断られたこともあったそうです。「生物細胞学の歴史を愚弄している」とまで言われたこともあったとか。

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