知ってる？幹細胞とその働きについて

幹細胞とは、自ら増殖する能力と特定の働きをする細胞に分化する能力とを合わせ持つ細胞で、まだ解明されていない科学的な「秘密」を明らかにする可能性を秘めています。

ニュース番組などで「幹細胞」という言葉を耳にしたことはありますか？

幹細胞と言う単語を聞いたことがあっても、実際に幹細胞が何なのか、そしてどのような働きをするのかを知っている人は多くありません。

幹細胞は、2つの重要な特徴を持つ細胞です：

1. 自己再生能力：幹細胞はさらに新しい幹細胞を作り出すことができます。
2. 複数の種類の細胞に分化する能力：幹細胞がより多くの種類の細胞に分化していくにつれ、その分化能力が向上するため、この特徴を利用して、異なる種類の幹細胞を分類することが可能になります。

幹細胞分化

幹細胞の分化は、特定の細胞の形態学的および機能的な特徴を取り入れる過程に過ぎません。

このプロセスは、幹細胞が複製する細胞の特徴的な遺伝的構成を取り入れる時に起こりますが、 分化は特定の細胞の遺伝子のみを最終的に取り出します。

新しい遺伝子構成が設定されると、幹細胞は標的となる細胞の特徴を徐々に獲得して一連の細胞分裂の後、完全に機能的な分化細胞が現れます。

幹細胞の分類

最も広く使用されている幹細胞を分類する方法の1つは、その分化能力によって分ける方法です。

次の4つのタイプがあります：

• 全能性幹細胞：最大の分化能を持つこの幹細胞は、卵黄嚢および胎盤を形成する組織である3つの胚性胚葉（内胚葉、中胚葉および外胚葉）を含む生物全体を作製することができる唯一の全能性ヒト幹細胞は接合体です。接合体とは、精子が卵子を受精させるときに形成されるものです。
• 多能性幹細胞：多能性細胞は、3つの胚生殖細胞を作り出すことができますが、生物全体を形成することはできません。例えば、多能性幹細胞は、筋繊維（中胚葉由来の細胞型）または歯（外胚葉由来）に分化することができます。
• 多分化能幹細胞：この幹細胞群には、造血細胞、神経細胞および間葉細胞があり、これらは単一の胚葉細胞を作り出します。造血細胞は、赤血球、白血球および血小板のような任意の種類の血液細胞に分化することができます。
• 単分化能幹細胞： 1種類の細胞にのみ分化することができ、グループを区別する能力が最も低いタイプの細胞です。この明確な例は、皮膚の基底層に見られる表皮幹細胞です。

幹細胞の働きとは？

様々な研究が進む幹細胞への人々の関心は、その分化する能力にあります。

この能力が未解明の「科学のパズル」を解読する大きな可能性を提供しています。

その例をいくつかご紹介します：

• 病気の進行状況の詳細を解読：多くの病気の原因は解明されています。例えば、アルツハイマー病は、脳の構造を分解する特定のタンパク質が蓄積することで発症することは周知の事実です。しかしアルツハイマーを発症してからどう進行していくのかと言う過程、つまり病気が「いつ」「どこで」「どのように」どうして起こるかと言う質問への答えは、幹細胞のおかげで研究が進んでいます。つまり研究者たちは、ある特定の疾患を幹細胞を活用して完全に再現することができるため、病気が進行する過程で起こることを正確に見つけることができます。
• 健康な細胞を生成して病気の細胞と置き換える：これは「再生医療」として知られ実践されています。例えば、3度レベルの熱傷を患っている人は、皮膚移植を受ける必要があります。この時に患者自身の皮膚の幹細胞を使用することによって、患者の患部を覆う表皮組織を再生することが可能になります。
• 新薬の効果を調べる：新薬は商業化される前に多くのテストに合格する必要があります。これらのテストの1つが治験と呼ばれる人間に新薬を投薬するテストです。しかし幹細胞を使用すれば、治験目的のために人間の体内環境に類似した内部微生物の環境を生成することができます。例えば、幹細胞から発生した心臓組織を使えば、心臓病の治療のための新薬を試すことができます。