北海道大学と株式会社資生堂グローバルイノベーションセンターの研究グループは、数理モデルによる予言で、高いバリア機能を持つ3次元培養表皮の構築に成功した。

　ヒトの表皮細胞を用いて作られる人口表皮（表皮モデル）は、表皮のメカニズム解明といった基礎研究や、皮膚外用剤、化粧品などの開発に重要だが、従来ヒト表皮を十分に模倣できておらず、細胞分裂を重ねた表皮細胞を用いると薄い表皮しか構築されないこと、バリア機能が不完全であることが課題だった。
　本研究グループは、科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業CRESTの中で、表皮恒常性の維持メカニズムを反映させた数理モデルを確立した。この数理モデルを用いて様々なコンピュータシミュレーションを行ったところ、表皮の構造や厚さは基底膜の構造に大きく影響され、基底膜が波のような構造をしている時に表皮が厚くなることがわかった。

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論文情報：【Scientific Reports】Mathematical-model-guided development of full-thickness epidermal equivalent
https://www.nature.com/articles/s41598-018-36647-y

https://univ-journal.jp/24189/

慶應義塾大学理工学部生命情報学科の山田貴大助教と舟橋啓准教授らをはじめとした国際共同研究グループは、Pv11細胞の乾燥耐性および再水和復活メカニズムについて新たな知見を提示した。

　アフリカ原産の昆虫であるネムリユスリカの幼虫は乾燥耐性を持っており、完全な乾燥を経ても、無代謝状態に入ることで死を回避し、水を与えられることで再び元の生活環に戻ることが可能である。このネムリユスリカ胚由来の培養細胞として樹立されたPv11細胞は、高濃度トレハロース処理により、増殖能力を保ったまま常温で乾燥保存することができる。　　

　今回、同グループは、乾燥させても死なず、水を与えることで細胞分裂が再開するPv11細胞の不思議な現象に着目し、このメカニズムに寄与しうる遺伝子を推定した。

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論文情報：【Scientific Reports】Transcriptome analysis of the anhydrobiotic cell line Pv11 infers the mechanism of desiccation tolerance and recovery
https://www.nature.com/articles/s41598-018-36124-6

https://univ-journal.jp/24192/

日本では今、夫婦の5.5組に1組が、不妊の検査や治療を受けているか、または過去に受けたことがあるそうだ。不妊の原因は多岐にわたり、晩婚化などの社会の変化も遠因となって、不妊に悩む人は増える傾向にある。生殖補助医療、いわゆる「不妊治療」は、このような時代の流れを受けて発展してきたともいえる。2015年の統計では5万1001人が体外受精などの不妊治療により誕生しており、これは全出生児の約20人に1人にあたる。

不妊治療の最大の目的は子どもを授かることであり、不妊の原因そのものを突き止めて治すことではない。そもそもヒトの生殖研究は、技術面だけでなく倫理的な側面からもできることが限られ、この科学全盛の時代にあってもわからないことがたくさんある。しかし、不妊治療も他の医療と同様に、明確な生殖メカニズムの理解と、それに基づく根本的な治療を行えるようになることが理想だ。

困難な、そして人類の存続にさえかかわるこのテーマに取り組んでいるのが、京都大学大学院医学研究科の斎藤通紀教授である。斎藤さんは京都大学iPS細胞研究所の主任研究者も務めている。斎藤さんの研究のユニークさは、ヒトの生殖メカニズムを直接見ることができないならば、試験管の中で再現してみようという視点にある。斎藤さんらの研究グループはこのほど、ヒトのiPS細胞から卵子の元となる「卵原細胞」を作り出すことに成功したことを、米国の科学論文誌『サイエンス』で発表した。

ヒトのiPS細胞は生殖細胞に変えることが難しい「プライム型」

今や基礎研究だけでなく、医療分野でもその地位を確立しつつあるiPS細胞だが、ほんの十数年前にはSF小説の中の話でしかなかった。37兆個もあるといわれるヒトの細胞は、もとをただせば受精卵というたった一つの細胞に由来する。細胞は分裂によって数を増やしながら、特定の組織や臓器にふさわしい形や性質に成長する。これを細胞の「分化」と呼ぶ。細胞はいったん分化すると、いろいろな細胞になる能力を失う。この自然界の常識を覆したのが人工多能性幹細胞、すなわちiPS細胞である。斎藤さんらのグループはiPS細胞やES細胞などの多能性幹細胞、つまり「さまざまな種類の細胞になる能力を持つ細胞」を使って、生殖メカニズムの解明に取り組んでいる。

細胞は骨や筋肉、神経細胞など、体のほとんどを占める「体細胞」と、精◯や卵子を指す「生殖細胞」に大別できる。生殖細胞のもととなる「始原生殖細胞」ができるのは、ヒトが母親の胎内に宿って4週目ぐらいのことであり、実際に観察するのは極めて困難だ。この細胞は精巣、または卵巣に移動して、それぞれ精原細胞、卵原細胞となり、分裂を繰り返してやがて精◯、卵子になる。

斎藤さんらはまず、ヒトのiPS細胞から始原生殖細胞を作り出した。斎藤さんによれば、iPS細胞は生物種によってその性質が異なるそうだ。たとえばマウスのiPS細胞は、体の中のすべての種類の細胞に変わる能力を持つ「ナイーブ型」であるのに対し、ヒトのiPS細胞は、体細胞にはなるが生殖細胞に変えることは難しい「プライム型」だという。そこで斎藤さんらは、ヒトのiPS細胞をいったん「中胚葉」と呼ばれる細胞の系列に変化させることで、効率よく始原生殖細胞を作りだす方法を開発した。

図1　ヒトのiPS細胞から、体内の始原生殖細胞に相当する細胞を作り出すことは難しかった。今回、中胚葉を経由することで、それが可能になった。
https://scienceportal.jst.go.jp/clip/img/181205_img1_w320.jpg

図2　ヒトのiPS細胞から卵原細胞を作る手順。ヒトiPS細胞から得た始原生殖細胞とマウス由来の細胞を合わせて培養すると、卵原細胞ができた。
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https://scienceportal.jst.go.jp/clip/20181205_01.html

国立環境研究所などの研究グループは１６日、ニワトリとヤンバルクイナ由来の細胞から、半永久的に細胞増殖する「無限分裂（不死化）細胞」を作る技術を確立したと発表した。

絶滅危惧鳥類の無限分裂細胞の樹立は、世界で初めて。

生体実験が難しい絶滅危惧種の鳥類の研究が細胞レベルでできるようになり、ヤンバルクイナをはじめとする野生鳥類の感染症対策などに応用できるという。

鳥類の細胞は、ほ乳類よりも培養が難しいことから、研究のための資源化が課題となっていた。

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（解説図）
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