ニュース｜皮膚細胞のDNAから卵子を作る：ヒト生殖における新たなフロンティア
研究者らはヒトで初めて、成人女性の皮膚細胞のDNAをヒト卵母細胞にリプログラミングし、体外で受精と初期胚発生を実現しました。この画期的な成果は、同性カップルや不妊の女性が、両親双方と遺伝的につながる子どもを持つ理論的な道を示しますが、臨床応用にはなお遠い段階です。
Oregon Health & Science UniversityのShoukhrat Mitalipov氏のチームが研究を実施しました。クローニングでは、体細胞の核を卵子に入れて動物を作ることができますが、これは二つのゲノムを組み合わせた子どもではなく、遺伝的なコピーを生み出します。両親双方から遺伝を受け継ぐ家族には、なお精子と卵子の組み合わせが必要です。
卵子と精子は一組の染色体を持つ半数体ですが、皮膚細胞などの体細胞は二組を持ちます。体細胞を受精可能な卵子に変えるには、自然な発生と同じように遺伝子を組み換え、選択しながら、染色体数を46本から23本へ正確に減らす必要があります。
チームはこの過程を実験室で再現しようとしました。重要な染色体分裂段階にある提供卵子数百個から核を取り除き、健康な女性の皮膚線維芽細胞の核を挿入しました。顕微鏡観察では、染色体が自然な卵子と同じように紡錘体上に整列していました。
次に、改変した卵子の一部へ、健康なドナーの精子を注入しました。これは、遺伝性疾患を回避するために用いられる一部のミトコンドリア置換技術に似ています。
自然な受精では、精子がカルシウムシグナルを引き起こし、最終的な染色体の選択と余分なDNAの排出を促します。当初、皮膚細胞由来の染色体は整列しましたが、分離しませんでした。チームは電気パルスで精子の接触を模倣してカルシウムを急速に流入させ、薬剤と組み合わせて、停止状態にあった卵子を再び進行させました。
実験を繰り返した結果、一部の卵子では染色体数を半減させることに成功しました。受精した胚の約9%が、受精後5～6日目の胚盤胞期に到達しました。この時期は、IVFで胚を移植するのが一般的です。胚の移植は行われず、6日を超えて培養されることもありませんでした。
生き残った染色体の組み合わせには、重大な異常のリスクがありました。京都大学の斎藤通紀氏は、この方法は臨床応用の準備が整うには程遠いと述べました。大阪大学の林克彦氏は、技術的に複雑で厳密ですが、非効率で高リスクだとしつつ、ヒトゲノムを半減させる大きな突破口であり、新たな生殖技術を可能にする可能性があると評価しました。
Mitalipov氏も、染色体異常が依然として大きな問題だと認めました。「半分まで来たとは言えますが、ゴールまではまだ遠いのです。」
この研究は、遺伝的な血縁、家族構造、生殖の境界をめぐる倫理的、法的、社会的な問題も提起しています。
記事の出典：
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研究者らはヒトで初めて、成人女性の皮膚細胞のDNAをヒト卵母細胞にリプログラミングし、体外で受精と初期胚発生を実現しました。この画期的な成果は、同性カップルや不妊の女性が、両親双方と遺伝的につながる子どもを持つ理論的な道を示しますが、臨床応用にはなお遠い段階です。
Oregon Health & Science UniversityのShoukhrat Mitalipov氏のチームが研究を実施しました。クローニングでは、体細胞の核を卵子に入れて動物を作ることができますが、これは二つのゲノムを組み合わせた子どもではなく、遺伝的なコピーを生み出します。両親双方から遺伝を受け継ぐ家族には、なお精子と卵子の組み合わせが必要です。
卵子と精子は一組の染色体を持つ半数体ですが、皮膚細胞などの体細胞は二組を持ちます。体細胞を受精可能な卵子に変えるには、自然な発生と同じように遺伝子を組み換え、選択しながら、染色体数を46本から23本へ正確に減らす必要があります。
チームはこの過程を実験室で再現しようとしました。重要な染色体分裂段階にある提供卵子数百個から核を取り除き、健康な女性の皮膚線維芽細胞の核を挿入しました。顕微鏡観察では、染色体が自然な卵子と同じように紡錘体上に整列していました。
次に、改変した卵子の一部へ、健康なドナーの精子を注入しました。これは、遺伝性疾患を回避するために用いられる一部のミトコンドリア置換技術に似ています。
自然な受精では、精子がカルシウムシグナルを引き起こし、最終的な染色体の選択と余分なDNAの排出を促します。当初、皮膚細胞由来の染色体は整列しましたが、分離しませんでした。チームは電気パルスで精子の接触を模倣してカルシウムを急速に流入させ、薬剤と組み合わせて、停止状態にあった卵子を再び進行させました。
実験を繰り返した結果、一部の卵子では染色体数を半減させることに成功しました。受精した胚の約9%が、受精後5～6日目の胚盤胞期に到達しました。この時期は、IVFで胚を移植するのが一般的です。胚の移植は行われず、6日を超えて培養されることもありませんでした。
生き残った染色体の組み合わせには、重大な異常のリスクがありました。京都大学の斎藤通紀氏は、この方法は臨床応用の準備が整うには程遠いと述べました。大阪大学の林克彦氏は、技術的に複雑で厳密ですが、非効率で高リスクだとしつつ、ヒトゲノムを半減させる大きな突破口であり、新たな生殖技術を可能にする可能性があると評価しました。
Mitalipov氏も、染色体異常が依然として大きな問題だと認めました。「半分まで来たとは言えますが、ゴールまではまだ遠いのです。」
この研究は、遺伝的な血縁、家族構造、生殖の境界をめぐる倫理的、法的、社会的な問題も提起しています。
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