自分と同じ性質の細胞をつくりだす「自己複製能」。体の中で、何らかの役割を果たす細胞へと変化する「分化能」を併せ持つ細胞=「幹細胞」。この二つが、再生医療の一つのキーワードである、というお話を前回お聞きしました。今回はこの幹細胞について、もう少し詳しくお聞きしたいと思います。開始し、幹細胞研究および再生医療に関する社会受容の形成やコスト面などの社会実装に関する研究を行う。経て2018年より現職。存在はいつ頃わかったんですか?八代:「理論上は、1900年代初頭から造血幹細胞があるはずだと考えられてきました。第二次大戦末期に原爆が投下されたとき、広島・長崎で白血病患者がすごく増えたことがありました。それに関連して発症の実験をしていた時、マウスに放射線を当てると、そのままだと死んでしまうのに、健康なマウスの骨髄細胞を移植すると寿命が延びることがわかったんです。それが実験的に証明されたのが、1960年代に実施された上のマウスの放射線実験です。――私たちが考えているよりも、再生医療の分野の研究というのは長いんですね。20〜30年くらいだと思っていたのですが。八代:「実際にそれが医療技術として使えるだろうとなってきたのは、この20〜30年くらいです。先ほど申し上げたように、骨髄移植は1970年代後半くらいから始まりました。免疫抑制剤の併用や、臓器移植と表裏なんですが、腎移植の時の免疫抑制剤の使用と並んでできるようになったんです。――それでももう半世紀なんですね。八代:「ただし、ある細胞だけを増殖させようというアプローチの嚆矢は、先ほど述べた皮膚の研究です。当時は、『組織工学』とか『バイオ・エンジニアリング』などと呼ばれていました。人工的な材料を使って細胞を増殖させるというアプローチですね。――それは何ですか?八代:「細胞は37度から38度くらいが培養にちょうどいい温度です。その環境で、培養皿(培養基材)と培養する細胞のかたまりがくっついている。培養皿表面には細胞がひっかかりやすいようになっているのですが、それを足場と呼んでいます。足場で細胞が安定することで、細胞が増えやすくなります。大きな問題がありました。シートから細胞を剥がす際に、シートの形を維持できなかったんです。この培養皿は、室温に持っていくと、足場になっている小さなカギ状の分子の形が変化して、細胞がひっかからなくなるんです。これによって細胞と皿は剥がれるけれど、細胞同士はくっついたままでいられるようになり、治療に使えるようになったわけです。システム形成研究センター)たちが網膜細胞の培養を行い、それをiPS細胞にしてシート状にしました。――細胞の研究だけで支えられているわけではないんですね。組織工学の発達なしには再生医療はありえません。細胞は単体で生きることがむずかしいんです。母親の胎内にいる時、細胞は浮いているような状態なんですが、その中にはいろんな生体物質が浮かんでいます。細胞にとっては、そうした外から信号(シグナル)が入ってくるという環境がとても重要です。造血幹細胞はひらひら動く『浮遊細胞』です。何かに付着することはないの、その分、シグナルが入りづらい。その点が、造血幹細胞の増殖や維持を困難にしていたんです。それをうまくコントロールできるようにしたのが、最近話題になった、アラビックヤマト糊の材料の一つであるPVA(ポリビニルアルコール)です。これを培養液に入れると、細胞にシグナルが入りやすくなる。――さきほど赤ちゃんの話が出ました。母親の胎内でも同じことが起こっているんですか?八代:「そうですね。母親の胎内の環境を外側に取り出すというのが、生命科学、細胞を扱うジャンルの一番のベースになっています。――母親の胎内ですね。私は小学校高学年で習う、鳥の孵化をイメージしていました。八代:「卵というのは、人間の子宮を外に取り出したようなものです。鳥でもカエルでも人間でもベースは一緒です。19世紀に『反復説』という学説が唱えられました。ヒトもサルも魚類や両生類も鳥類も、発生初期の形はほとんど一緒である、という説です。――人間もお母さんの胎内で魚みたいな形になる時期があります。どの種でもある一部分では、同じような過程をたどるんです。アフリカツメガエルやゼブラフィッシュ、あるいはネズミを実験動物として使っているのは、同じような因子が働いているのでモデルに使えるからです。山中伸弥先生とノーベル生理学・医学賞を同時受賞したジョン・ガードン先生(ケンブリッジ大学ガードン研究所)は、アフリカツメガエルを使った研究をして、最初にクローンを作った功績です。クローンを作ったということは、人為的に細胞をリセットさせているということです。役割分担のネットワークを作れ――遺伝子の話が出てきました。急に未知の世界に放り出された気分なんですが、再生医療でも、遺伝子自体の組み替えのようなものが行われているんですか?八代:「組み替えではありません。外から入ってきた情報は、何段階かの伝言ゲームを経て、細胞の中の核――遺伝子の集合体であるゲノムが入っている部分――に入ります。その時、『今、外の環境がこういう状況なのでそれに対応するタンパク質を作らなければならない』というシグナルが伝わり、それに対応するスイッチが入ってAという遺伝子を設計図にして、Aというタンパク質できます。次に、そのAタンパクがB遺伝子やC遺伝子にくっ付いて、新たにタンパク質を作るスイッチを入れていく。――機械のリレースイッチみたいですね。『カスケード』(連鎖、数珠つなぎ)と呼ばれます。このカスケードの下流にある遺伝子の中には、『体の前後を認識する』とか『インシュリンを作る』といった、いろいろな役割を持つタンパク質のスイッチがあるんです。細胞の中から放出されるタンパク質もあります。それが隣りの細胞に影響を与える。細胞同士がくっつくのは、情報を伝達し合っていることでもあるんです。細胞同士で『こっちの細胞はもっと増えないといけないな』とか『こっちの細胞は増殖を止めてもいいけれど、他の物質を作らないといけないな』というネットワークが出来上がる。――細胞同士がコミュニケーションをとっているなんて意外です。八代:「受精卵は1個です。――もう一度お聞きします。ヒトの体には37兆個の細胞があると言われています。――当然、私の体の細胞も互いに話し合っているわけですよね。