【STAP細胞】難波先生より

【STAP細胞】1/30付各紙が遺伝子導入をしない多潜能幹細胞の作成に理研（神戸）の女性研究者が成功したと報じている。「共同」は論文が「ネィチャー」誌に掲載されたというのが主体だ。
　http://www.47news.jp/news/2014/01/post_20140129205928.html
　「読売」は祖母にもらった割烹着をつけて実験をするというのを強調している。（2/3までの各紙はすべてこの手の報道で、研究の中身についての＜解説報道＞がない。日本語では「ニュートン」か「日経サイエンス」のような科学雑誌を待つほかないのか…。情けない。）
　http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20140130-OYT1T00213.htm
バカバカしくて、読んでいられないので1/29付NYTとワシントンポストの記事を読んだ。http://www.nytimes.com/2014/01/30/business/study-says-new-method-could-be-a-quicker-source-of-stem-cells.html?rref=science&module=Ribbon&version=origin®ion=Header&action=click&contentCollection=Science&pgtype=article&_r=0

　1.現在はマウスだけの実験だが、マウスの脾臓から取り出した「リンパ球」（末梢肝細胞が含まれていると思われる）を希塩酸（弱酸性）中に30分浸けると、初期化が起こる。
　2.細胞が初期化したかどうかは、下村脩博士が開発したオワンクラゲの蛍光発光色素(GFP)を初期化関連の遺伝子断片にくっつけた標識で処理し、細胞が蛍光顕微鏡下に光るかどうかで、判定する。これで「初期化率」も算定できる。細胞の発光は培養7日目までに起こる。
　3.この初期化細胞を、発生中のマウス初期胚に注入し、雌マウスの子宮に移植すると完全なマウスが生まれる。このマウスの初期化遺伝子の分布を胚細胞特異遺伝子Oct4で調べると、造血器だけなくすべての臓器に認められ、「キメラマウス」になっている。
　4.このキメラマウスは健康であるだけでなく、生殖可能で健全な子孫をつくることができる。この「希塩酸ストレス」によりつくられた幹細胞を「ストレスがトリガーになって獲得された多潜能性（Stress-Triggered Acquisition of Pluri-potency）」と名づけ、STAPと略称する。
　5.ネィチャー誌に発表された論文は２本で、いずれも理研の小保方（おぼかた）晴子が筆頭著者(Lead Author)だが、NYTはボストンのハーヴァード大・ブリガム=婦人病院との共同研究であることを強調している。
　6.可能性と問題点：STAP細胞には胎盤形成能もあり、「全能幹細胞」の可能性があり、クローン動物を作成できるかもしれない。STAP細胞の培養株化は困難で、この点では今のところiPS細胞に劣る。
　iPS細胞と同様にがん化が起こるが、その率は（がん遺伝子を人工的に組み込んだ）iPS細胞よりもはるかに低い。カリフルニア大サンフランシスコ校のS.ディン（グラッドストーン研究所＝山中伸弥も所属）は「評価は時期尚早」とした上で、「幹細胞にはがんを引き起こす能力があり、ストレスでSTAP細胞ができるという現象は、人間の場合もストレスが発がんを促進するという現象の解明に役立つかも知れない」と述べている。

　以下は私のコメント及び感想：こうして再生医学の現状は原子物理学が1930年代に遭遇したような状況にある。デモクリトスが「これ以上分割不可能(atomos)」という意味で名づけた原子（アトム）が、自然崩壊したり、陽子や中性子をぶつけると壊れることが見つかった。１個の中性子衝突で原子核が壊れる際に、２個以上の中性子が放出されれば「核分裂の連鎖反応」が起こせる。これを利用すれば、アインシュタインの方程式(E=MC2)により、少量の物質を膨大なエネルギーに変えることができる。以後、わずか15年で原子爆弾が誕生した。
　今朝1/30の各紙は一面トップ記事のほかに、国際面や社会面でも大きく扱っている。これは理研側のパブリシティ作戦だろう。ただ報道には不審な点もある。
　Obokataという姓でNIHのPubMedを検索すると、50近い論文がヒットするが、大部分はA, J, T, Nというファーストネームの研究者。H.Obokataではたった７本しか引っかからない。うち筆頭論文は２本だけだ。（Nature論文はまだ入力されていない。）
　http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Obokata+H
　PubMedリストの２番目の論文の末尾に名を連ねているのが、ハーヴァード大時代の上司C.A.Vacanti（「共同」はバカンティと音訳している）である。
　Nature電子版1/30号には、一挙に２本の論文がトップオーサーで掲載され、編集部による記事も載っており、さらに音声インタビューも貼り付けられている。
　http://www.nature.com/news/acid-bath-offers-easy-path-to-stem-cells-1.14600

　今までは「下働き」的な研究で、自前でやった研究の論文がいきなりNatureに２本も同時掲載されるというのはきわめて珍しい。
　ただこれがマウスだけに起こる現象か、他の動物やとりわけヒトにも起こることなのか、そのへんの詰めは恐らくもう行われていると思うが、他の研究者による追試と再現性の確認を待つべきだろう。（マウスでは起こるがヒトでは起こらない、という現象もままある。）
　一般論として述べると、科学研究は他者による「再現性の追試」があって初めて事実として認定されるべきだ。3/1「読売」社説は、すでに事実として認定した上で、「メカニズムの解明を」と呼びかけているがいかがなものか…。
　幹細胞研究では、ES細胞を使ったソウル大学教授の論文が「サイエンス」などにも掲載され、韓国政府が「国家英雄」の称号を授与し、大いにもてはやされていたが、2004年実験用ヒト卵子の「売買疑惑」を発端に、すべて捏造であると判明し公職追放となった事件が起きた1)。
　昨年は医科歯科大・東大を舞台としたiPS細胞の臨床試験をボストンで実施している（場所も同じ「ハーヴァード大付属病院」）とした「森口事件」が起こったばかりだ。
　検証が比較的簡単な実験物理学のような分野でも、研究者間競争とメディアの過剰報道がからむと「常温核融合スキャンダル」のような信じがたい事件が起こっている2)。
　科学史全体をみると、NYTのニコラス・ウェイドが指摘するように、政治家の汚職・役人の不正ほどではないが、意図的・無意識・不注意による不正は科学者にも起こっている3)。人間のすることだから不正を100%防止するのは不可能だが、抑制力として米国が1980年代に設立した科学FBI(ORI=研究不正防止局)のような制度4)を設けることが、巨大科学を健康に保ち研究費の浪費を防ぐために必要なのである。
1) 李成柱：「国家を騙した科学者」, 牧野出版, 2006
2) F.D.ピート：「常温核融合」, 吉岡書店, 1990
3) ウィリアム・ブロード&ニコラス・ウェイド：「背信の科学者たち」, 講談社ブルーバックス, 2006
4) 山崎茂明：「科学者の不正行為：捏造・偽造・盗用」, 丸善, 2002

　この研究を行った女性研究者はどういう人物か：
　＜早大理工学部にAO入試の第１回生として入り、応用化学を専攻し、大学院では海洋微生物を研究、その後東京女子医大で細胞培養の技術を一から学び、昼夜問わずひたすら実験に取り組んでいた。＞
＜理研の笹井芳樹・副センター長は「化学系の出身で、生物学の先入観がなく、データを信じて独自の考えをもっていた。真実に近づく力と、やり抜く力を持っていた」と分析する。大和雅之・東京女子医大教授は「負けず嫌いで、こだわりの強い性格」と話す。その後、半年の予定で米ハーヴァード大に留学した。その後、2011年に理研に就職した＞（「朝日」1/30）
　ここから浮かび上がる人物像は、高校で化学は勉強したが生物学は勉強しておらず、AO入試で学力よりも意欲などの人物重視で大学に入り、細菌培養から細胞培養へとひたすら実験をしていた、というものだ。

　「弱酸処理でリンパ球が初期化して多潜能幹細胞になる」というのは、R.M.ロバーツのいう「セレンディピティ」5)か？当初「ネィチャー」のレフェリーが述べた「細胞生物学の歴史を無視した」暴論か？多くの場合、セレンディピティは「注意深い観察力によりもたらされた偶発的事象からの意味の抽出」により生じる。ニュートンのリンゴの落下は神話だとしても、フレミングによるペニシリンの発見はそうである。
　ロバーツの著書は「偉大な発見の種は常に身の回りにあるが、唯それを受け入れるだけの十分な用意がある心にのみ根付く」という、物理学者ジョセフ・ヘンリーの有名な言葉を引用している。今回の場合は、細胞生物学の常識を無視して「単純な手法での初期化」に取り組んだのか、常識を疑わせるだけの偶然の現象に遭遇したのか、そのへんの詳細がまだ明らかでない。
　（2/2日曜日の「Mr.サンデー」で取り上げていたが、「マイクロピペットを通過した培養細胞に幹細胞が多くなる」という現象はどのようにして発見されたのか？そもそも何ゆえ回収能率の悪いマイクロピペットを細胞採取に用いたのか？納得いく説明がなかった。
　セレンディピティという言葉も上司や共同研究者の口からは出て来なかった。）
　5)R.M.Roberts：「Serendipity: Accidental Discoveries in Science」, Wiley,1989

　著者らはこの新しい幹細胞を「Stress-Triggered Acquisition of Pluri-potency(STAP)細胞」と命名しているので、pH5.7の希塩酸処理が「細胞に対するストレス」であると理解しているものと思われる。
　ストレスに曝された（危機に陥った）細菌や細胞は一般に「ストレス・タンパク」を産生する。最初、熱に曝された細菌から見つかったので「熱ショック・タンパク(Heat Shock Protein=HSP)」と呼ばれている。その本態は正常な状態において、タンパク質のペプチド鎖が折りたたまれて、機能性の立体構造になるのを介助している「分子シャペロン」であり、折り畳み場所である円筒状のシャペロニンとセットになっている。
　熱ショック・タンパクのうち、HSP70と呼ばれるものにはタンパク質の変性（異常な立体構造化）を防ぐ作用があり、ストレスに陥った細胞では細胞質内での産生が促進される。　このうち「ユビキチン」と呼ばれるストレス・タンパクはすべての細胞に存在し（ユビキタス＝あまねく存在する）、変性したタンパク分子の分解にあたる。
　これが十分に機能せず、細胞質内に異常タンパク質を蓄積した細胞は自殺（アポトーシス）スィッチが入るか、HSP70を細胞外に分泌するため、細胞がNK細胞により攻撃され死滅する。一般に免疫系は自己の細胞を攻撃しないが、HSP分泌細胞に対しては例外的に免疫応答スィッチが入るようにできている。
　熱だけでなく、遊離基（フリー・ラディカル）、紫外線、放射線などがHSPの産生を促すことが知られている。
　「ネイチャー」のデヴィッド・シラノスキー記者の記事によると、小保方は各種のストレッサー（熱、飢餓、高カルシウム培地など）を試し、うち膜貫通型の細菌毒素、低いpH、物理的圧縮の３種が幹細胞化に有効だったとしている。
　http://www.nature.com/news/acid-bath-offers-easy-path-to-stem-cells-1.14600

　個人的にはSTAP細胞が血液幹細胞由来ということに、非常な興味を覚える。またこれが「がん幹細胞」とからんでいるらしいことにも。
　小保方論文には５人の専門家がコメントを寄せている（記者記事の下にある）。うち２人（シアトル・システム生物学研究所のSui Huangとエモリー大学のAloka Mishra）が、低酸素と酸は一般につよい分化抑制剤であり、細胞を幹細胞の方向に誘導する。がんの化学療法により「がん幹細胞」が増え、悪性度が高くなるのはこのためである、小久保の研究はがんの早期治療法の開発に役立つだろう、と述べていて興味ふかい。
　特にフアンは、「がんの化学療法（というストレス）により、がん細胞が幹細胞の側へ誘導される」とコメントしており、この説は「がんは治療するな」と主張している近藤誠氏が聞いたら喜ぶだろう。

　理研の発表によると、
　http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140130_1/
用いたマウスのリンパ球の中に、もともと全能幹細胞が含まれていた可能性を排除するため、Ｔ細胞受容体(TCR)遺伝子の再構成があるかどうかをチェックしている。このSTAP細胞から作られたクローンマウスの体細胞には、TCR遺伝子の再構成が認められたという。
　ここまで実験がデザインされ、確認が取れていれば、私のような懐疑論者も信じざるをえない。ただ疑問は残る。
　一旦免疫遺伝子を再構成した細胞は、幹細胞になってもその遺伝子を引き継ぐので、もう余分な胚型TCR遺伝子がないはずだ。そうするとこの細胞から作ったクローンマウスは「重症複合免疫不全症(SCID)」を発症するはずだが、そのへんはどうなっているのか。
　無脊椎動物の棘皮動物類に属するウニでは、未受精卵に、針で突くなどの、機械的刺激を与えただけで発生が始まることが知られている。哺乳類の細胞でも、弱酸性環境に曝すという簡単な刺激で簡単に「幼児化」が起こるとは…
　第三者による追試確認が必要だが、事実と確定すれば大変なブレークスルーである。昨年文化勲章を受賞した本庶佑氏は『ゲノムが語る生命像』（講談社ブルーバックス, 2013）において、「現代生物学は還元主義的な解析により、極限に達した。これから必要なのは綜合だ」と述べている。この主張に反して、還元主義の出発点になっていた土台に、大きな欠落があった可能性がある。
　「還元主義」というのは現象全体をあらかじめ包括的に捕らえ、それを部分に分けて、各部分について構造や機能を、マクロ、ミクロ、分子、原子と細かく解析して行く方法だから、最初に捕らえそこなうと大きく欠落した部分を残したまま、細かい解析が進んでしまう。「群盲象をなでる」という現象が生じる。
　「生命体は単なる部分の寄せ集めではない」とする「生気論(Vitalism)」6)の復活につながる可能性もあろう。
　6)ハンス・ドリーシュ：「生気論の歴史と理論」, 書籍工房早山, 2007

　40億年前、最初に出現した生命体はアメーバのような単細胞だった。だから体細胞と胚細胞の区別がなかった。ドーキンスの「利己的遺伝子」説によると、単細胞が多細胞生物へと進化した時に、体細胞と胚細胞の区別が生じた。身体の細胞のどれでも子孫を残せる方式よりも、特定の細胞が自己の遺伝子を次世代に運ぶ方が有利だったからだ。
　この方式のため「（体細胞が）獲得した形質は遺伝しない」というダーウィンの法則が成立した。これをより洗練された「胚の道」と述べたのがシュペーマンであり、個体を「遺伝子の乗り物」と表現したのがドーキンスである。

　多細胞動物における「アメーバ様細胞」は、普段は自由に遊走する細胞、異物を食べたり消化したりする「清掃細胞」であり、生殖の時期が来たら胚細胞になるという器用な細胞だった。血管系のない「二胚葉性動物」では今でもこの方式が支配的である。
　内胚葉から中胚葉が生じると血管系が生まれる。この時に、「アメーバ様細胞」から分かれたのが生殖細胞と血液細胞である。中胚葉からさらに間葉（mesenchyme）が分かれると、真の造血系が誕生する。造血の場が骨髄に落ちつくのは哺乳動物になってからである。
　造血系の中でも生体防御がらみの細胞には、原始アメーバの性格をもった細胞がいくつもある。好中球やマクロファージがそうだし、NK細胞も同様だ。骨髄が寿命2日間の好中球や120日間の赤血球を次々と作るには、これらの母細胞が骨髄で絶えず分裂しないといけない。いいかえれば骨髄は「生理的がん組織」である。末梢血中にこれらの細胞が出て行き、各臓器や組織に浸潤するというのも、がんの「浸潤・転移」と同じだ。

　事実、がんが治らないのは「がん幹細胞」というものが存在し、その性格はかぎりなく「造血幹細胞」に類似していることが過去10年間に明らかになった。（上皮性細胞由来の悪性腫瘍を通常は「癌腫」といい、非上皮性ものを「肉腫」というが、今ここでいう「がん」は胃癌、肺癌、肝癌などの上皮性がんである。）
　上皮は細胞同士が細胞接着分子で固く結合しているから、可動性はほとんどない。がんはまず「浸潤」するが、それには上皮細胞としての性質を失い、間葉系細胞の性質に移行しなくてはいけない。さらに「転移」するには血管中に移動しなくてはならない。血管壁内を移動できるのは間葉系細胞である白血球の特徴である。
　このように浸潤・転移するがん細胞の能力を最近では「上皮間葉移行(Epithelial Mesenchymal Transition=EMT)」と呼ぶ。この母細胞が、がん幹細胞(Cancer Stem Cell)である。
　転移する間はEMT状態にあり転移先で「微小転移巣」を形成し、多くはそのまま休眠状態に入る。中には一生そのままのがんもある。この時にEMTの逆の向きにMET（間葉上皮移行）が生じ、転移先の微小病巣のがん細胞は、元の上皮細胞のかたちをとる。（このため熟練した病理医は、転移巣だけを顕微鏡で見て原発巣がどこかを言い当てることができる。）
　この状態で下手に原発巣を治療すると、微小転移巣を目覚めさせてしまう。近藤誠氏が「がんもどき理論」に基づいて、「がんの放置療法」を薦める由縁だ。実際に手術や化学療法が刺激になって、微小転移巣が目覚め、一挙に病期が第Ⅳ期に進むケースは少なくない。
　がん細胞を選択的に分化誘導して、分裂できないようにしてしまえば、やがて寿命が来てがんが死滅するはずだが、急性前骨髄球性白血病(APL)のような特殊な白血病を除いて、そういう効果的な治療法は見つかっていない。

　思えば人間のがん遺伝子で最初に見つかったc-mycという遺伝子は、バーキット腫瘍というリンパ球のがんからだった。この腫瘍からはEBウイルスも最初に発見され、「伝染性単核症」（キッス病）という原因不明の感染症解明の糸口になった。
　これまで「血液病理学」がたえずがん研究の最先端を走っているという現象を不思議に思って来た。確かにこの領域には「リンフォマニアック」（インフォマニアック＝淫乱症の語呂合わせ）と揶揄されるほど、世界的にみて優秀な研究者が集まっている。多くはユダヤ系だ。だがそれだけでは、この分野ががん研究のトップランナーであり続けていることの説明がつかない。
　が、造血器はその進化の歴史から、生殖細胞系と「生体の内乱」としての癌の中間の性格をもっていると考えると、血液がんの成り立ちや治療の研究が、それ自体にとどまらず、人体の組織・臓器の再生やがんの発生や拡がりや、その治療法について新しい発見をもたらすという事実がうまく説明できるように思われる。つまり「造血器」自体が生理的にかぎりなくがんに近い臓器だから、がん研究のモデルになるのである。

　それにしてもNYTのアンドリュー・ポラック記者は、ヨーイ・ドンで始まった報道レースですぐに、これだけの解説報道記事を書き、NYTはそれを無料で世界中から読めるようにしている。（無料で読めないので、まだNature論文は読んでいない。）
　それが可能なのは、ペーパーレス、デジタル化により、紙新聞の原料費、生産費、流通コストをゼロにしたからだろう。その代わりに優秀な記者をそろえた。
　日本の新聞社はこの対応が完全に遅れていると、河内孝が「文藝春秋」２月号で指摘している。教養としての現代生物学は、いまやすべての記者に必要だろう。