齊藤博英 iPS細胞研究所（CiRA＝サイラ）教授らの研究グループは、iPS細胞を含む多能性幹細胞内で活性の高いマイクロRNA（miRNA）を感知するメッセンジャーRNA（mRNA）を合成し、細胞内に導入することで、iPS細胞や部分的に分化したiPS細胞を特異的に識別・除去できるしくみを構築することに成功しました。
本研究成果は2016年9月9日午後6時（日本時間）に英国科学誌「Scientific Reports」でオンライン公開されました。
研究者からのコメント
齊藤教授
本研究では、合成ＲＮＡを用いることで、iPS細胞の内部状態を識別し、安全性高く、簡便かつ精密に、生きたままのiPS細胞を分離・除去できる技術を開発しました。本技術により、分化させた細胞集団を容易に純化でき、再生医療や創薬といった医療応用への貢献が期待されます。加えて、細胞の初期化や分化を理解するツールとして、基礎研究にも応用できると期待しています。
本研究成果のポイント
- 生きたiPS細胞内のマイクロRNA活性を感知するメッセンジャーRNAを合成した。
- iPS細胞とそれ以外の細胞が混合した細胞集団の中から、iPS細胞を選択的に識別・分離でき、生体内での奇形腫の形成を抑制できた。
- 薬剤応答を利用し、iPS細胞を特異的に除去することに成功した。
概要
iPS細胞を含む多能性幹細胞は、体のほぼあらゆる細胞に変化（分化）することができ、その特性を利用して、再生医療や創薬研究が盛んに行われています。しかし、多能性幹細胞が他の細胞へ分化する効率にはばらつきがあるため、分化細胞集団の中にiPS細胞が残ってしまっていたり、完全に分化しきれていない細胞が混ざってしまったりすることがあります。例えば、iPS細胞から分化させた細胞を生体内に移植する場合、未分化なiPS細胞が混ざっていれば、奇形腫の形成につながります。それを防ぐため、未分化なiPS細胞を識別した上で適切に除去し、完全に分化した細胞集団を得ることが重要です。
従来より、残存iPS細胞や部分的に分化したiPS細胞を識別・除去するために、iPS細胞の表面上にあるタンパク質（TRA‐1‐60など）に対する抗体がよく利用されていますが、部分的に分化したiPS細胞を見分ける感度や、フローサイトメトリーで細胞を分離する際に、細胞を物理的に傷つけてしまうといった課題がありました。
そこで、本グループは、試験管で合成したmRNAをiPS細胞に導入することにより、iPS細胞に特異的に発現するmiRNAの活性を検知することでiPS細胞を精密に見分け、また、部分的に分化したiPS細胞をも識別・除去できる方法を開発しました。
iPＳ細胞内のmiRNA（miR‐302）を感知するmRNA（miR‐302スイッチ）による奇形腫形成の抑制
iPS細胞と神経細胞の混在した細胞集団に、miR‐302に応答しないコントロールmRNAを導入すると、移植したマウスの体内で奇形腫が形成される（左）のに対し、miR‐302スイッチを導入し、iPS細胞集団を除去した場合には、奇形腫が形成されない。（右）
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】
http://dx.doi.org/10.1038/srep32532
【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/216544
Callum J. C. Parr, Shota Katayama, Kenji Miki, Yi Kuang, Yoshinori Yoshida, Asuka Morizane, Jun Takahashi, Shinya Yamanaka, Hirohide Saito.(2016). MicroRNA-302 switch to identify and eliminate undifferentiated human pluripotent stem cells. Scientific Reports 6, 32532.
- 朝日新聞（9月10日 35面）、京都新聞（9月10日 27面）、産経新聞（9月10日夕刊 25面）、中日新聞（9月10日 36面）、毎日新聞（9月10日 27面）、読売新聞（9月10日 35面）に掲載されました。
