テクノロジーの大きな飛躍

日本の研究者は、オスのマウス細胞から卵子を作成しました。 その結果、受精卵をメスのマウスに移植すると、卵子は健康な子孫に成長できることがわかりました。 これらの雛は、通常のヒナと同じ生殖機能を持っています。

この手法は、3 月 8 日に英国ロンドンで開催された第 3 回国際ヒトゲノム編集サミットで発表されました。 ミシガン州立大学イーストランシング校の発生生物学者であるキース・レイサム氏は、「これは潜在的に重要な技術の重要な前進です。 以前、2018 年に、中国と米国の 2 つの科学者グループが、同性の 2 匹のマウスの精子または卵子から作成された胚性幹細胞の使用を研究しました。 しかし、実験では、2匹のメスのマウスから作られたものだけが、成体まで生きて繁殖することができました。 2 匹のオスのネズミから生まれたネズミは、数日しか生きられません。

2020 年、生物学者の林克彦 (大阪大学、日本) が率いるチームは、細胞が卵子に成熟するために必要な遺伝子変化を実験皿で説明しました。 2021 年、チームは同性愛マウスの幹細胞に由来する胚が正常に発達するように、マウスの卵巣の環境を再現できることを実証しました。 完成すると、この胚から作成されたマウスは、自然な方法で生まれたマウスと同じ寿命を持ち、繁殖する能力を持ちます.

実験室での生殖細胞培養のパイオニアとして知られる林克彦氏は、「オスの細胞から哺乳類の卵母細胞を作ったのはこれが初めてです」と話す。 .

林らは、成体のオスのマウスから採取した細胞から卵子を作るプロジェクトに着手しました。 チームは「多能性幹細胞」を作成するためにすべてを再プログラムしました。 チームの科学者は、これらの細胞が Y 染色体を自動的に失うまで、これらの細胞を培養して成長させました (人間と同様に、オスのマウス細胞は通常、X 染色体と Y 染色体を含んでいます)。 次に、リバーシンと呼ばれる化合物で細胞を処理しました。これは、細胞が分裂して女性の染色体細胞 (X 染色体の 2 つのコピー) を見つけるときに、染色体の送達の成功率を高めます。

人間と同じように、オスのネズミはX染色体とY染色体をそれぞれ1つずつ、メスのネズミはXX染色体を2本必要とします。 そこで林博士らは、オスのマウス細胞からY染色体を分離し、それを2本のXX染色体に複製する方法を研究することに成功しました。 それ以来、メスのマウスと同じ生殖機能を持つオスのマウスの細胞は、卵を産むことができます。

「それはX染色体の重複です」と林は言う。 「X染色体クローニングシステムを確立しようとしました。」

そこから、チームは「誘導可能な多能性幹細胞」に、未熟卵を形成するために必要な遺伝子シグナルを与えました。 次に、オスのマウスの精子で卵子を受精させ、得られた胚をメスのマウスの子宮に移植しました。

具体的には、チームはオスのマウスの尻尾から皮膚細胞を採取し、それらを「人工多能性幹細胞」に変換しました。これは、さまざまな種類の細胞または組織に発達する可能性があります。 次に、オスのマウスの幹細胞をメスの細胞に変換し、生殖卵を作成しました。 最後に、チームはこれらの卵子を受精させ、胚をメスのマウスに移植します。

しかし、これらの胚の生存率は非常に低いです。 テストされた630個の胚のうち、子犬に成長したのは7個だけでした。 これらの特定のマウスは正常に発育し、大人として繁殖することができる、と林氏は記者会見で述べた.

この手法は、実用的なアプリケーションの始まりにすぎません。 林氏によると、彼のチームは実験で子犬の特徴を注意深く記録し、それらと従来の方法で生成された子犬との初期の違いを検出したと述べています。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校（米国）の幹細胞および生殖の専門家である Diana Laird 氏は、次のように述べています。

林は、10 年以内に男性の皮膚細胞から人間の卵子を作ることが技術的に可能になると予測しています。 他の人は、このタイムラインを「楽観的思考」と見なしています。科学者はまだ実験室で成長させた女性の細胞から卵子を作成していないからです.

林のチームは現在、この成果をヒト細胞で再現しようとしているが、臨床目的で実験室で育てられた卵を使用するには大きなハードルがある. ハヤシ氏は、もし安全であれば、2 人の男性が子供を持つことを可能にするためにクリニックで使用されている技術に賛成だと言います。

「彼らが出産する準備ができているかどうかはわかりません。これは科学プログラムだけの問題ではなく、社会の問題でもあります。」

この技術は、X 染色体の 1 つのコピーが欠落している、または部分的に欠落しているターナー症候群の女性を含む、重度の不妊症の治療にも使用できる可能性がある、と林氏は述べた。

日本の札幌にある北海道大学の生命倫理学者石井哲也は、林の研究の影響が人間の生殖を「新しい土地」にもたらす可能性もあると述べている。 「この研究を人間に適用すれば、代理母の助けを借りて、男性カップルが生物学的な子供を一緒に持つのに役立つ可能性があります. また、将来、一人の男性が生物学的な子供を持つ可能性があることも示唆しています。」

林氏と共同研究を行った生物学者の斎藤通徳氏は、この技術をヒト細胞に応用するのは難しいかもしれないと述べた。 ヒト細胞は成熟した卵子を生成するために成長するのにはるかに長い時間がかかるため、細胞が望ましくない遺伝子変化や突然変異を受けるリスクが高まる可能性があります.

カリフォルニア大学ロサンゼルス校（米国）で実験室で成長させた配偶子を研究しているアレクサンダー・クラーク教授は、科学者はまだ実験室で成長させた人間を作成していないため、人間の細胞壁に関するこの研究は「飛躍」になるだろうと述べた.卵。 女性細胞から。

科学者たちは人間の卵子の前駆体を作成しましたが、これらの細胞は、成熟した卵子と精子の発生に必要な細胞分裂の重要なステップである減数分裂の前に成長を停止しました。 専門家は、この技術の次のステップは技術的な課題であると述べています。 回復するのに10年から20年かかります。

課題はたくさんありますが、不妊症のカップルや子供が欲しい同性カップルにとっても朗報です。

前回の突破口

上記は実験室マウス胚ハイブリダイゼーション試験に関する最新の研究です。 しかし、昨年の夏、カリフォルニアとイスラエルの科学者が、オスのマウスの精子、卵子、メスのマウスの子宮を必要とせずに、幹細胞から「合成」マウス胚を作成したときに、胚選択の突破口が発見されました。 幹細胞は、子宮の収縮を模倣するために継続的に動いている特別なインキュベーターに入れられます。 マウスの妊娠の約 3 分の 1 に相当する 8 日後、胚は脳と心臓の細胞活動の初期兆候を示しました。 それらは、正常なマウス胚と最大 95% 類似していると言われています。 生命が誕生した証拠です。

具体的には、これらの胚はバイオリアクター内で培養され、完全にペトリ皿培養細胞で構成されています (マウスの卵子と精子、または雌マウスの子宮内での摂食はありません)。

これらの細胞は最も完全な合成胚様構造ですが、研究に関与していない一部の科学者は、実際に生きた個体と生殖能力を生み出すまで、それらを「胚」と呼ぶことに注意を払っています.

しかし、チームは、この研究を利用して幹細胞から人間の臓器を成長させるという別の目標があると述べました。

研究チームの一員であるジェイコブ・ハンナ教授によると、「移植の大きな問題は、互換性のあるドナーを見つけなければならないことですが、移植レシピエントの体は常に拒絶する傾向があるか、薬を服用しなければならない.これを避けてください。 私たちの研究が成功すれば、臓器提供者を探す必要がなくなり、移植された臓器の拒絶反応もなくなるでしょう。」

この技術の実現可能性と倫理基準については多くの議論がありますが、人間の臨床試験を実行できるようになるまでにはまだ長い時間がかかります.

実験の倫理基準を遵守することは、科学者がこの技術を何にどこに適用するかということです。 上記の胚ハイブリダイゼーションからの科学的ブレークスルーを通じて、研究者がコミュニティに奉仕する新しい技術を適用できるように絶えず開発しており、助けを必要としている患者に喜びをもたらしていることが示されています.