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。
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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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