我々の体の臓器や組織の機能を回復するために，正常機能をもつ細胞を移植したり，細胞の増殖修復を促進させる新たな治療法には大きな可能性がある．しかしながら，必要に応じてヒト機能細胞を供給するのは容易ではない．個体発生の過程で各種の機能細胞が作り出されるかなめの部分には幹細胞と呼ばれる自己増殖能をもつ細胞群が存在する．受精卵が発生を始めた初期には全ての細胞種をつくる基になる胚性幹細胞が存在し，やがて神経系や造血系などの基になる組織幹細胞が出現する．これらの幹細胞を生体外へ取り出して，培養器のなかで増殖させて，目的の機能細胞へと分化させたのち，移植治療に用いる可能性が現実に近づいている．

多能性幹細胞（ES細胞とEG細胞）
　ほとんど全ての細胞種に分化する能力をもつ多能性幹細胞としては，ES細胞（胚性幹細胞）とEG細胞が存在する．ES細胞株（embryonic stem cell line）は，着床前の胚盤胞内に存在する内部細胞塊から樹立される．一方，ES細胞と似た性質をもつ細胞株が始原生殖細胞を培養することにより樹立されて，EG細胞株（embryonic germ cell line）と呼ばれる．このように，ES細胞は初期胚において様々な体細胞系譜と生殖細胞系譜が分岐する以前の未分化幹細胞から由来する細胞株であり，EG細胞は始原生殖細胞が分岐前の状態へ逆戻りした細胞株と考えられる．多能性幹細胞は，未分化状態を維持させる培養条件下では，多様な細胞種へ分化できる多分化能と正常染色体型を保持したまま無制限に増殖できる．しかしながら異なる条件下では，造血系細胞，心筋細胞などに分化するとともに，細胞増殖が抑制される．また免疫拒絶を受けない同系マウスや免疫抑制系統マウスの皮下や精巣内などに移植すると，多種類の組織が入り交じった良性癌であるテラトーマをつくる．さらに胚盤胞の中に注入すると胚発生に加わってキメラ動物をつくる．

ヒトES細胞株
　培養下で長期間増殖できるヒト多能性幹細胞株が得られれば，移植再生医療にとって重要な材料を提供できると考えられる．アカゲザルとマーモセットのES細胞株樹立に続いて，米国とオーストラリアなどにおいて，不妊クリニックで廃棄される前のヒト胚盤胞からES細胞株が樹立された．また中絶胎児から分離した始原生殖細胞を用いてEG細胞株の樹立も行われた．我々の研究室ではカニクイザルの胚盤胞からES細胞株を樹立することに成功した．霊長類ES細胞はマウスES細胞に比較して，いくつかの相違点があるが，サルとヒトES細胞は非常に似ている．一方，ヒトEG細胞はヒトES細胞と違った性質をもっており，マウスES細胞と類似した点もある．このような霊長類ES細胞株の特性は動物種による違いとともに，多能性幹細胞の発生段階の微妙な違いを反映していると思われる．

ES細胞の分化誘導
　ES細胞の培地条件を変えたり細胞凝集塊をつくらせたりすると，様々な細胞種に分化させることが可能である．胚発生過程で初期につくられる心筋，造血系や神経系細胞が分化しやすいが，より複雑な組織間相互作用の結果遅れて出現する内胚葉組織の細胞は分化させにくい．分化誘導条件としてはフィーダー細胞を除去する，分化誘導因子を加える，細胞凝集塊を作らせる，さらに初期胚と似た構造をもつ胚様体（embryoid body）を作らせる，あるいは目的とする細胞や組織の分化決定に関わる転写因子遺伝子を強制発現させるなど様々な方法が試みられている．このようにして，ES細胞から様々な正常機能を持つ組織細胞を分化させることが可能になれば，それを用いた移植再生医療への応用が現実的になる．例えば，ES細胞からつくった神経系細胞の移植によるパーキンソン病治療，ミエリン鞘修復や脊髄損傷修復が期待されている．造血幹細胞をつくれば白血病治療などのために患者の造血系を再構築することが可能になる．また肝不全，心筋梗塞や糖尿病などの新たな治療法の開発も期待される．
今後の展望
　脳老化疾患治療などこれからますます増大する移植再生医療の必要性に対応してドナーを確保する難しさを考えると，ヒトES細胞株を用いた研究は倫理的側面に配慮しながらも積極的に進めるべきである．神経幹細胞などの組織幹細胞を利用する研究も進んでいるが，最終的に治療現場で使用できるまでの道のりは両者ともに長く，多能性幹細胞と組織幹細胞の両方を含めたできるだけ多方向からの研究を進めることが，様々な疾患に対する治療方法をできるだけ早期に開発するためには不可欠である．

【 中辻憲夫 】

参考文献
「蛋白質核酸酵素」 臨時増刊号「再生医学と生命科学」（編者　浅島誠・岩田博夫・上田実・中辻憲夫）(2000)．
「最新医学」別冊「再生医学−21世紀の医学を展望する」（編集　中尾一和）(2000)．