●165 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
●165 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
キメラマウスの実験の成功率をあげるためには、多能性遺伝子を発現しているスフェアの作製効率を上げることが重要だった。
そのため若山研に出向かない間の女子医大での実験では、効率よくOct4陽性のスフェアを作製する方法を模索していた。
特に注力していたのは、培地に工夫を加えることだった。
アメリカで行っていたスフェアの遺伝子発現の結果を見ると、
スフェア細胞の遺伝子発現が大きく揺らいでいるように感じられていたので、多能性遺伝子の発現を安定させる因子を特定し、
培地に加えることが有効なのではないかと考えていた。－図
●tamatabi20221102
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●166 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
実験を重ねるうちにES細胞の未分化状態の維持に必須と考えられているLIF( 白血病抑制因子 )という因子を培地に添加すると、若干ながらOct4が長く発現することが分かった。
また、細いガラス管に何度も通して大きな細胞を粉砕するなどのストレスを加えるとスフェアが形成され、逆にしないと形成されないことから、
これらのスフェアを形成する細胞は、もともと体内に存在するのではなく、ストレス処理によってできてくるのではないかという着想にもたどり着いた。－図
●tamatabi20221103
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●167 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
大和先生との研究ディスカッションの中でも、
「本当にOct4陽性の細胞が生体内に存在していて、これまでの細胞生物学の誰も気がつかなかったのだとしたら、不可思議だよね。
だからこういう細胞は培養系の中でできてくるんじゃないかと思うよ、」と助言をいただいた。
Oct4陽性細胞は生体内にそのままの状態で存在しているのではなく、培養している過程で細胞に変化が起こりOct4陽性細胞になったということを証明するために、新たな実験に取り組める。
方向性が見えたことで、私の研究への意欲は再び高まった。続きの研究ができる喜びに血が沸き立つ気分だった。－図
●tamatabi20221103
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●168 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
実験を重ねるうちに、Oct4-GFPマウスを用いることによって、
最初光っていなかった体細胞が(Oct4陰性)がストレスを与えることで光る細胞(Oct4陽性)に変化す現象を捉えることができるようになった。
一般的に幹細胞は細胞質が小さく細胞自体も小さいという特徴を有している。
この特徴は、ES細胞でも成体幹細胞でも共通している。
そしてスフェアを形成し、Oct4を発現する細胞も小さかった。
当初は単純にストレスがかかると細胞に変化が起こると考えていたが、さまざまなストレス条件を試みるうちに、
細いガラス管を通すストレス、浸透圧をかけるストレス、ストレプトリジンOという薬剤に晒すストレスをかけた時に、
細胞に熱をかけるストレスや低栄養の培地中で培養し、飢餓状態にするストレスに比べて、
Oct4陽性の小さな細胞ができてくる割合が多いことに気がついた。
Oct4陽性の小さな細胞が多くできてくるストレスに共通しているのは、細胞膜に損傷が加わりやすいということだった。－図
●tamatabi20221104
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●169 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
実験を重ねるうちに、Oct4-GFPマウスを用いることによって、最初光っていなかった体細胞が(Oct4陰性)がストレスを与えることで光る細胞(Oct4陽性)に変化す現象を捉えることができるようになった。
一般的に幹細胞は細胞質が小さく細胞自体も小さいという特徴を有している。この特徴は、ES細胞でも成体幹細胞でも共通している。
そしてスフェアを形成し、Oct4を発現する細胞も小さかった。当初は単純にストレスがかかると細胞に変化が起こると考えていたが、さまざまなストレス条件を試みるうちに、
細いガラス管を通すストレス、浸透圧をかけるストレス、ストレプトリジンOという薬剤に晒すストレスをかけた時に、
細胞に熱をかけるストレスや低栄養の培地中で培養し、飢餓状態にするストレスに比べて、
Oct4陽性の小さな細胞ができてくる割合が多いことに気がついた。
Oct4陽性の小さな細胞が多くできてくるストレスに共通しているのは、細胞膜に損傷が加わりやすいということだった。－図
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●170 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
この発見は私に新たな観点からの着想を与えてくれた。幹細胞になる細胞は、細胞膜が損傷する。
細胞質が外に漏れだすために細胞が小さくなるのだろうか。
細胞は大きく分けて、核、細胞質、細胞膜によって構成される分化過程に起こるエピジェネティックスによって、細胞の運命は決定される。
細胞の司令塔である核は核酸に覆われ、その周囲にはさまざまな細胞小器官を含む細胞質が存在し、個々の細胞は細胞膜で覆われている。
通常では、核からの指令によって細胞の運命は決定されていると考えられているが、
実は細胞質の中に分化を決定し、その状態を安定させる因子が含まれているのではないだろうか。－図
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●171 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
これは常識とは真逆の発想だったが、
すでに発表されていた、細胞質を入れ替えると細胞が入れられた種類の細胞質の細胞に変化する
（具体的には線維芽細胞の細胞質をT細胞の細胞質に入れ替えると、
その細胞はT細胞の性質を示すようになる）という研究成果も私の仮説を補佐してくれていた。
体細胞の細胞質中に細胞の分化状態を維持する因子が含まれていて、幹細胞化は細胞質の減少が鍵なのではないか。
盛んに発表が続くエピジェネティック関連の論文を見ていると、
エピジェネティックで変化が起きた核内を操作して幹細胞化する技術は近く開発されるような予感がしたが、
この時に浮かんだ細胞質を操作して幹細胞化するというアイデアに私は強く引き付けられていた。
●tamatabi20221105
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●172 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
細胞質の中でも特に注目していたのはミトコンドリアと呼ばれている細胞小器官だった。
体細胞のミトコンドリアは、
ATP( アデノシン三リン酸 )というエネルギー伝達体を生み出す代謝経路の役割が代表例として挙げられることが多いが、
細胞死や細胞老化にも重要な役割を果たしている。
近年では、ES細胞などの多能性幹細胞内のミトコンドリアは、
体細胞のミトコンドリアとは異なる性質を示すことが知られている。
微細構造を観察できる電子顕微鏡でミトコンドリアを観察すると、
ES細胞などの多能性幹細胞は,分化した体細胞に比べてミトコンドリアの数が少なく形状さえも異なっている。
ミトコンドリアを特異的に染色できる試薬で染色すると、
Oct4陽性になった細胞は,元の体細胞に比べてミトコンドリアの量が少なかった。
とはいえ、直接ミトコンドリアの形状や機能に変化を与える実験系は思い浮かばず、
はじめは単純に数種類の薬剤でミトコンドリアを減少させ、幹細胞の培地で培養する実験を試みた。
薬剤でもミトコンドリアの減少には数週間が必要とされ、
結果として観察されたミトコンドリアが減っただけの体細胞は脆弱で、細胞質が小さくなるという変化も見られず、
幹細胞とは程遠いものだった。
ー図
●tamatabi20221106
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●173 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
そこでスフェアに含まれるOct4陽性細胞のミトコンドリアについて、できる限りの情報を集めるための実験に取りかかった。
ミトコンドリアの活性に関する遺伝子の情報量をもとの体細胞と比較すると、大きく減少していることが分かった。
その他、活性酸素の量や、ストレス耐性の対する遺伝子の発現量、DNA修復に関与する遺伝子の発現量などを比較する実験も行った。
得られた結果を総合すると、
体細胞からOct4陽性になった細胞は、
ミトコンドリアの状態に変化が起こっていて、その活性は元の体細胞とも、既存のES細胞などの多能性幹細胞とも異なる性質を持っていることが示唆された。
ストレス処理後にOct4陽性細胞に変化するまでの過程には,これまでに報告のない現象が隠されているようだった。
この時点では,これ以上の解析を行うことはできなかったが、
こうしてストレス処理後の体細胞のOct4陽性細胞への変化過程に迫ることは、私にとって一番の興味対象となった。ー図
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●174 - 小保方晴子のSTAP細胞騒動・物語 [小保方晴子・STAP細胞ー物語]
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2022年 Obokata Haruko
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STAP細胞研究の経緯ー１
「小保方の研究力と洞察力」
しかし、今は確実にOct4陽性細胞を創出する方法を確立しなければ突破口は見えてこない。
細胞膜に損傷を与えるようなストレス処理が有効であると考えていたが、通常の常識では細胞膜に穴を開くことは細胞死を意味している。
ストレスがかかり、一気に細胞質が減少した後、効率よく致命傷から細胞を救出する作戦を練る必要があった。
ストレス条件を検討していく過程でOct4陽性の細胞塊が観察される頻度はだんだん上がり、
Oct4陰性の細胞が陽性に変化するという確証は得られつつあったものの、それ以上の成果を見出すことは難しかった。
私は相変わらず細胞がストレスを受けた後の、細胞の変化過程に興味があり、
ストレスがかかると間葉系の細胞が上皮様の細胞（接着因子によって細胞塊を形成できる細胞）に変化する現象にこそ、
いま観察している現象の生物学的な意義が込められているのではないかと考えていた。ー図
●tamatabi20221107
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