幹細胞が不妊治療の効果を高める可能性

コペンハーゲン大学の研究者らが主導した新たな研究で、初期胚に存在する極めて多用途で再生能力の高い幹細胞が、不妊症に対する新たな効果的な治療法開発の鍵となる可能性が示唆されました。Cell誌に掲載された「原始的内胚葉は系統の可塑性をサポートし、制御的発達を可能にする」と題されたこのマウス研究は、この分野に新たな展望を切り開きます。

妊娠は、精子が卵子を見つけ、卵管で受精させるという複雑なプロセスです。卵子は分裂を始め、5日後に胚盤胞となり、最終的に胎児へと成長します。しかし、不妊症がより一般的な問題となるにつれ、生殖医療を受ける人が増えています。デンマークでは、妊娠の8分の1が生殖医療を受けています。

それにもかかわらず、こうした治療法の成功率は依然として低く、女性の年齢や生殖能力にもよりますが、わずか20～30%程度にとどまっています。しかし、コペンハーゲン大学の研究者たちは、将来の不妊治療のより良い発展につながる可能性のある画期的な成果を上げました。

「私たちはマウスの胚における原始内胚葉または下胚葉と呼ばれる細胞を研究しています。これらの細胞は独特で、独自の胚を形成する能力があることを発見しました。最近の研究では、臨床試験において高い着床率を示す胚の細胞種は原始内胚葉のみであることが示されており、これは非常に興味深いことです」と、本研究の筆頭著者であり学生でもあるマドレーヌ・リンネベルグ＝アガーホルム氏は述べています。

彼女はさらにこう付け加えた。「これらの細胞は通常、正常な胚に栄養とサポートを提供しますが、分離すると、それ自体が胚を作り出すことができるのです。これは非常に驚くべき発見です。」

研究者らはまた、実験室で培養された原始内胚葉由来の幹細胞がペトリ皿内で非常に高い効率で分化し、ブラストイドと呼ばれる「胚性幹細胞モデル」を形成することを発見した。これらのモデルは、体外受精の成果を向上させる新薬の発見に重要なツールとなる可能性がある。

「可塑性と回復力は、実験室や母親への移植中に胚が確実に生存するための鍵となる可能性があるため、これは現在の不妊治療を改善する上で特に重要となる可能性がある」と、この研究の筆頭著者であるジョシュア・ブリックマン教授は述べている。

この研究はマウスで行われたが、科学者らはすでにヒトの幹細胞で同様の研究を行う計画を立てている。

「ブックマーク」としての原始内胚葉

胚は発達し始めると単一の細胞ですが、その後細胞の塊となり、外側の細胞が将来の胎盤となり、内側の細胞が原始的内胚葉、将来の卵黄嚢、または胚そのものを形成する上胚葉を形成します。

「胚盤胞の発達の最終段階は原始内胚葉です。そして、原始内胚葉の周りのすべてを取り除くと、どういうわけか胚の作り方を『記憶』し、自力で胚を作ることができるのです」とブリックマン氏は説明する。

「さらに、原始内胚葉のこれらの細胞は、DNA上の重要な調節配列（エンハンサー）にブックマークのように存在する転写因子を持っているため、他の細胞種を作る方法を記憶していることも示しました。これらの因子は通常は何もしませんが、問題が発生した場合に何をすべきかを記憶することができます。ゲノムを本に例えてみましょう。これらのブックマークは、他の細胞種を作るための指示がどのページにあるかを思い出させてくれます。」

失われたリンク？

研究者たちは、この研究結果が体外受精の成功率を高める方法の理解に役立ち、一部の人々が妊娠しにくい理由に対するさらなる洞察をもたらすことを期待している。

「女性が妊娠しにくい場合、原始内胚葉の欠陥が原因である可能性があります。原始内胚葉は栄養を供給するだけでなく、損傷の修復にも重要な役割を果たす可能性があるからです。これはまだ仮説に過ぎませんが、この細胞種が着床成功の強力な予測因子であることは注目に値します」とブリックマン氏は言います。

現在、研究者たちは原始内胚葉の機能をより深く理解し、既存のヒト原始内胚葉幹細胞を改良することに焦点を当てています。

「これは、初期の原始内胚葉が、損傷を受けた際に失われた系統を再生できる構造であることを示唆していると考えています。私たちは原始内胚葉幹細胞を作製したので、それらとそれらを制御するシグナルを研究することで、体外受精治療の改善につながる可能性があります」とブリックマン氏は付け加えた。