iPS細胞を用いた遺伝性不整脈の病態解明と個別化医療の可能性

Cardiovascular Disease Modeling Using iPS Cells

はじめに

　2006年に，京都大学　山中伸弥教授らによりマウス人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell;iPS cell)の樹立が初めて報告された¹⁾．最初の報告はマウス尻尾由来の線維芽細胞からiPS細胞が樹立されたというものであり，ヒトiPS細胞が樹立されるようになるまでにはもう少し時間がかかるのではないかと考えられていた．しかしながら翌2007年には大人のヒト皮膚線維芽細胞からヒトiPS細胞の樹立が報告され²⁾，マウスを用いた基礎研究だけではなく，ヒトを対象にした臨床応用への期待が高まり，間もなく世界中で爆発的にiPS細胞研究が進み始めた．当初の世界的なiPS細胞研究の流れは，基礎的なiPS細胞自身の解析や新規樹立方法の開発に重点が置かれていた³⁾．iPS細胞は体細胞から樹立可能な多能性幹細胞であり無限に増殖可能で，体内のどのような細胞にも分化することが可能である．患者体細胞からiPS細胞を樹立した場合には，患者自身の多能性幹細胞が得られることを意味しており，患者の遺伝情報をすべて有している自己細胞であり，移植した際に免疫拒絶されることはない．このようなことから臨床の場においてもiPS細胞は多くの期待を寄せられており，特に再生医療への応用へ向けた基礎研究が世界中で活発に進められている．様々な疾患によって臓器傷害の際には，各臓器で機能細胞が減ってくることが知られている．現在も様々な臓器障害が末期の状態になると臓器移植しか治療方法がなくなるが，ドナー臓器は数に限りがあり十分に行き渡っているとは言い難い状況にある．そのような重度に障害された臓器に対してiPS細胞由来の元気な分化細胞を移植することにより細胞移植・再生医療を開発しようと試みられている．

　一方で患者から樹立されたiPS細胞は患者の全遺伝情報を受け継いでいることより，遺伝性疾患の病態解明と新規治療方法の開発に向けた疾患モデル作製としてのiPS細胞研究が行われている．すなわち遺伝性疾患患者より皮膚組織や血液などの体細胞を得て，同体細胞に遺伝子導入を行うことでiPS細胞の樹立を行う．このようにして樹立されたiPS細胞は患者ゲノムにコードされたすべての遺伝情報を受け継いでいるために，遺伝性疾患の原因遺伝子のほかに様々な多型なども受け継いでいる．具体的に行うことが可能な研究は，遺伝性心疾患患者から体細胞の供与を受けiPS細胞を樹立し，培養皿上で心筋細胞を分化誘導することにより，生きたヒト心疾患心筋細胞がin vitroで容易に作ることが可能である．この病気のヒト心筋細胞を解析することにより，未解決だった病気の原因解明や，同細胞を用いたドラッグスクリーニングなどで新規治療方法の開発ができるのではないかと期待されている．本稿では，2010年末頃より相次いで報告されている循環器疾患特異的iPS細胞を用いた解析について概説する．