有効な治療法が確立されていない病気に効く薬の開発などに役立てようと、国内でこれまでに約３００種類の患者由来のｉＰＳ細胞（人工多能性幹細胞）が作製されたことが、理化学研究所バイオリソースセンター（ＢＲＣ、茨城県つくば市）への取材で分かった。国が難病に指定している疾患の５割以上をカバーしている。京都大の山中伸弥教授がヒトのｉＰＳ細胞の作製を発表してから今月で１０年。治療薬の候補となる物質の特定につながる成果も上がり始めており、ｉＰＳ細胞を用いた創薬研究が今後、加速しそうだ。

　◇創薬に期待

　患者の組織から作製したｉＰＳ細胞を使って培養皿の上で病気を再現すれば、治療につながる物質の特定作業が容易になると考えられている。このため、ＢＲＣは国内の研究機関が患者の皮膚や血液から作製したｉＰＳ細胞を集めて凍結保存し、別の研究機関に提供して研究に役立ててもらう「疾患特異的ｉＰＳ細胞バンク」を２０１０年１２月から運営してきた。京都大ｉＰＳ細胞研究所など国内の公的研究機関が作製した患者由来のｉＰＳ細胞の寄託を受ける仕組みだ。

　ＢＲＣによると、国内の１１機関が昨年度末までに、７８６人の患者の組織から作製した２８９種類の病気のｉＰＳ細胞をバンクに提供した。筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）やパーキンソン病などの国指定の難病が１７１種類含まれており、全部で３３１疾患ある指定難病の半数以上をカバーする。指定難病以外にも、アルツハイマー病や統合失調症、てんかんなど、治療が難しく患者数が多い疾患もある。また、バンクを通さずに進む研究もある。

　ＢＲＣはこれまでに国内２２機関、海外８機関にｉＰＳ細胞を提供した。神経系の難病の研究に利用されているケースが多いという。ＢＲＣ細胞材料開発室の中村幸夫室長は「提供は今後増えていくと考えられる。たくさんの研究者に使ってもらい、一つでも多くの難治性疾患の治療に役立ててほしい」と話す。

　ｉＰＳ細胞を活用した創薬研究では、京大ｉＰＳ細胞研究所の戸口田淳也教授らのチームが今年８月、筋肉などに骨ができる難病「進行性骨化性線維異形成症（ＦＯＰ）」の治療薬の候補を特定したと発表。１０月から本格的な臨床試験が始まっている。

　京都大学の山下潤教授らは23日、様々な細胞に育つヒトのｉＰＳ細胞から心臓の３次元組織を作り、致死性の不整脈を再現する手法を開発したと発表した。薬の候補物質をふりかけたときに不整脈が起こるかどうかの解析に使える。将来は心臓組織のモデルとして販売したい考え。製薬会社の新薬開発の効率向上に役立つと期待している。

　研究チームはヒトｉＰＳ細胞から心筋細胞と細胞間を埋める線維芽細胞をそれぞれ作った。この２種類の細胞を混ぜて培養し、シート状の組織に成長させた。５～６層の細胞からなる３次元の心臓組織ができた。このシートに不整脈を誘発する薬剤をふりかけると、不整脈特有の不規則な動きなどが再現できた。

　製薬会社は新薬候補を絞り込む際、心臓に不整脈を起こす可能性の有無を詳しく調べる。従来は培養したネズミの心筋細胞に薬剤をふりかける手法が一般的で、ヒトへの影響が正確に分からない例もあった。

　ｉＰＳ細胞を用いる方法も使われ始めているが、再現できるのは不整脈の前段階の異常で、突然死の原因となる不整脈は難しかったという。今回の手法を活用すれば、薬剤の心臓への影響をより正確に評価できるとみている。

ｉＰＳ細胞から心筋細胞を一度に大量に作り出す技術を、慶応大の福田恵一教授（循環器内科）らの研究チームが開発した。重い心不全で心筋細胞が失われた患者に移植する治療の実施にめどが立ったとして、同大は来年度にも、実際の患者を治療する臨床研究を始める予定だ。米科学誌ステムセルリポーツに６日、研究成果を発表した。

　心筋梗塞（こうそく）や拡張型心筋症などに伴う重い心不全になると、心臓を拍動させている心筋細胞が数億個失われる。研究チームは、ｉＰＳ細胞から心筋細胞を作る技術を手がけてきたが、心臓の機能を再生させるのに必要な数の心筋細胞を、一度に多く作る技術が実現できていなかった。

　研究チームは今回、ｉＰＳ細胞を培養するプレート（縦約２０センチ、横約３０センチ）を１０層に重ね、プレート内に酸素や二酸化炭素を均一に送り込む装置を開発。通気しない場合と比べて、１週間で約１・５倍のｉＰＳ細胞が得られた。さらに、プレート内でｉＰＳ細胞を分化させることで、数人分の治療ができる約１０億個の心筋細胞を一度に作ることができた。従来の培養皿（直径約１０センチ）では、同じ量を作るのに１００枚以上が必要で、心筋細胞の質を均一にすることが困難だった。

　臨床研究では、作った心筋細胞を患者の心臓に注射で移植。元の心筋と一体化させ、血液を送る機能を向上することを目指す。

　また、味の素と共同開発した培養液を使い、移植された場合に体の中でがん化する恐れがある幹細胞を取り除き、心筋細胞だけを選別できることも確認した。福田教授は、「安全性の高い心筋細胞を大量培養できるようになったことは、臨床研究に向けての大きなステップだ。再生医療の産業化にもつながる」と話している。

　パナソニックは23日、ｉＰＳ細胞を全自動で培養できる実験装置の販売を始めると発表した。装置は京都大学と共同で開発した。細胞の培養液を取り換えたり、頃合いを見て新しい培養皿に細胞を移したりする作業を全て自動で行う。ｉＰＳ細胞を使って効率的に新薬を開発する創薬研究向けで、製薬会社や大学などの研究機関向けの販売を予定している。

　価格は約5000万円で2017年度内に５台、22年度には約15台の販売を目指す。

　大きさは幅2.7メートル、高さ2.4メートル。実験用の大型ボックスの中に備え付けられたロボットアームが自動で容器から液体を移したり、細胞ののった培養皿を運んだりする。

　培養中の細胞の形状を撮影し、細胞を別の培養皿へ移し替える最適なタイミングを自動で判別。移し替えを20回繰り返し、実際に60日間安定してｉＰＳ細胞を培養できた。

　ｉＰＳ細胞から様々な臓器の細胞を作ると、新薬の効き目や副作用を調べる実験が効率的に進む。ただ、そのためには常に元のｉＰＳ細胞を培養し続ける必要があり、研究機関ではこの作業に手間がかかっていた。

　全自動の培養装置を使うと実験の再現性が高まる。より信頼性の高い実験ができる利点もある。

　文部科学省の専門委員会は21日、移植用の臓器を作るため、動物の受精卵に人間の細胞を注入した胚と呼ぶ特殊な細胞の塊を動物の子宮に戻す研究を認めることで大筋合意した。従来は動物の体内で育てることを禁止していた。年内に報告書をまとめ、国は来年にも指針を改定する見通し。

　特定の臓器ができないよう遺伝子操作した動物の受精卵に人の細胞を移植、動物の子宮に入れて妊娠させる。そのまま育てると、人の臓器を持つ動物の子どもができるとされる。動物の受精卵に人のｉＰＳ細胞を入れてブタなどの体内で臓器を作る研究が国内外で進んでいるが、実際に移植に使える臓器ができているかは確かめられていない。

　同日の専門委員会では、研究の必要性を科学的、合理的に説明できることなどを条件に認められるとの方向性を打ち出した。研究計画は実施研究機関の倫理委員会で承認後、国が個々に了承する方向で検討する。

　人の細胞が混じった動物の出産を認めるかは、今後議論する。人の脳神経や生殖細胞などを作ったり、霊長類を使ったりする研究についても今後の検討課題とした。

　理化学研究所は難病などの患者から作ったｉＰＳ細胞の活用で、ｉＰＳ細胞関連の研究支援をするｉＰＳポータル（京都市）と協力する。理研が保管するｉＰＳ細胞の活用を、ｉＰＳポータルが製薬企業などに働きかけるとともに、必要な実験も請け負う。患者のｉＰＳ細胞を利用しやすい体制を整えることで、医療に革新をもたらすｉＰＳ細胞を、様々な病気の治療薬開発に役立てる。

　患者から作った「疾患特異的ｉＰＳ細胞」を使えば試験管内で病気を再現でき、新薬開発の効率向上に役立つ。理研は大学などから寄託を受け、疾患iPS細胞を企業や研究機関が使えるバンクとして整備している。

　iPSポータルは理研と疾患iPS細胞の情報を共有し、製薬企業や化粧品会社などを対象に営業活動を進める。同社は細胞の解析などの研究支援を企業から請け負うことでiPS細胞の活用を促し、収益化も狙う。

　理研は疾患iPS細胞の保管を2010年12月に始めた。現在はALS（筋萎縮性側索硬化症）などの難病を中心に、約290種類の病気の患者から作った3000株以上のiPS細胞を保管する。ただ、外部への提供は約30兼にとどまっている。疾患iPS細胞は今後も増える見込みで、iPSポータルとの協力で外部での活用を広げる。

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