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世界初! iPS細胞から立体的な「ミニ肝臓」の作製に成功 生みの親が語る発想のカギと未来の医療

   2007年にiPS細胞が発見されて以来、世界中の研究者が目指してきた「臓器を作り出すこと」。その先鞭をつけたのは、日本の研究者だった。

   横浜市立大学大学院 医学研究科臓器再生医学教授の谷口英樹氏、52歳。2013年、世界で初めて、複雑な血管構造を持つ立体的な臓器の芽である、"肝芽(かんが)"を作り出した。

横浜市立大学大学院医学研究科 臓器再生医学 谷口英樹教授
横浜市立大学大学院医学研究科 臓器再生医学 谷口英樹教授

世界を驚かせた常識破りの発想

   科学誌「ネイチャー」に掲載、「ディスカバー」で"世界100の重要な発見"の第5位、米国科学誌「サイエンス」では"全世界の科学の領域において壁を破壊しまったく新しい概念を築いた技術"に選出。名だたる科学誌で得た評価は、すなわち世界的な発見として注目を浴びていることに他ならない。

   それまでの定石は、「細胞」という一単位から、シート状の二次元組織を作成、そして、積み重ねていって立体的な三次元の臓器を目指す、という順番で行うもの。その際、iPS由来の細胞は、単独で培養して純度を高め、他の細胞が混ざらないように細心の注意が払われてきた。

"肝芽"(肝臓の器官原器)が2~3日で形成

   一方、臓器として機能するためには、縦横無尽に張り巡らされた血管が必要だ。しかし、別々に培養した血管細胞と後から混ぜても、なかなか立体的かつ複雑な血管構造は再現できず、"機能する臓器"にはなっていかなかった。

緑-iPS由来肝細胞 赤-血管細胞
緑...iPS由来肝細胞 赤...血管細胞

     

   なぜ、谷口教授は成功したのか。その方法はこうだ。

   iPS細胞由来の肝臓の前駆細胞と血管の細胞、接着剤の役目を果たす間葉系細胞の3種類を初期の段階から混ぜ合わせ一緒に培養。すると、培養を始めてすぐに細胞同士が自ら集まって塊となり、わずか2~3日で立体的な"肝芽"すなわち"ミニ肝臓"に育ったのだという。その細胞の中には、複雑な血管ネットワーク構造もできつつあった。これこそ、臓器が育つ過程でできる器官原基、いわば臓器の"芽"だった。

「細胞は材料じゃない。"生き物"だと実感しました。だからこそ、お互いに協調しながら自律的に "肝芽"を形成した。治療では、この"肝芽"を投与して、患者さんの体内で機能的な肝臓へと育てるのです。様々な条件設定は今後の課題ですが、原理的には正常な肝組織に置き換えることも可能であると考えています」

   実際、肝臓病のマウスでの実験では、1か月後、何も治療しなかったマウスは7割が死亡したのに対し、"肝芽"を投与した群は、実に9割が生き残った。

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