小保方さんの発見は真実！ネイチャーにマウスの体細胞が初期化して多能性を持つ「STAP現象」がアメリカの研究者により発表される
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| 小保方さん |
▼ブログ管理人より注意▼
以下専門的記述が続きますが、生物学などの専門知識のない方には、読んで理解するのは、難しいと思います。結局以下の文章での結論は、小保方さんの「STAP細胞は存在します」という発言は、おそらく正しいということがいえるということです。
これを念頭において、以下の文章を読んでいただくか、あるいは読み飛ばして【私の論評】を読んでいただければ、幸いです。
以上
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小保方晴子さんの発見した「外部ストレスにより体細胞が初期化して多能性を持つ」「STAP現象」が存在した事を報告する論文が、科学雑誌「ネイチャー」の姉妹紙でオンライン専用媒体「Nature.com SCIENTIFIC REPORTS」に２０１５年１１月２７日付けで掲載されました。
『Characterization of an Injury Induced Population of Muscle-Derived Stem Cell-Like Cells』 損傷誘導性による筋肉由来の幹細胞様細胞（iMuSCs）
【怪我のストレスにより体細胞が初期化して多能性を持つSTAP現象と同じ研究結果】
この報告書では負傷したマウスの骨格筋から幹細胞になる新規の細胞集団を発見した＿とあります。
「物理的ストレスで体細胞が初期化され、多能性を持つ」とされるSTAP現象と同じ原理が記されています。キメラマウス実験でもこの体細胞から多能性に変化した多能性細胞は脳や肺、心臓にそのGFPが認められたという事です。※参照の事。
【笹井芳樹博士の驚きは幹細胞学者として正しかった】
http://www.nature.com/news/acid-bath-offers-easy-path-to-stem-cells-1.14600 より〜
体細胞が物理的要因で未分化の状態に戻り、多能性を持つ細胞に変化する＿小保方さんの「酸性の液に浸けるストレスにより細胞が未分化の状態に戻り、様々な身体の組織に分化できる多能性細胞になる」事をSTAP現象と名付けた研究結果と同じ原理です。
外部刺激により、体細胞を幹細胞に出来るとした小保方さんのSTAP実験について故笹井芳樹博士（享年５２）はネイチャーの記者デイビット氏にこう話した。「素晴らしい成果です。私自身、外部からのストレスが細胞にこのような効果をもたらすとは思ってもみませんでした」この驚きは正しかった。ノーベル賞級の研究者も、思いもよらない未知の細胞生態を小保方さんは発見していたのだ。
【小保方晴子さんの発見は真実だった事が証明された】
小保方晴子さんは細胞培養中、細胞にストレスをかけると分化多能性を持つようになるアイデアが浮かんだという。今回のネイチャーの報告書で小保方さんのアイデアの本筋は間違っていなかった事が証明された。小保方さんは細胞にストレスをかける実験は低酸性液だけではなく、細胞膜に穴を開ける方法や物理的圧迫なども試し、多能性マーカーを発現するようになった、と報告している。
【STAP細胞と全く同じ物ではないが、STAP現象とされる細胞の初期化は証明された】
物理的圧迫で細胞が初期化し、多能性を持つとする現象が報告された事により、細胞がリプログラミングする事がある、という事が解った。「細胞はいったん分化したら未分化の状態に戻る事は無い、細胞は分化が進んで行くだけ」「体細胞が未分化細胞になり、幹細胞状態として身体組織を作れるようになるなんて事はない」とするSTAP否定派はこの実験結果をどのように捉えるのか？
論文に引用された小保方さんの論文。
ハーバード留学時代に書かれ、再生医学専門誌「ティッシュ・エンジニアリング誌」に掲載された「The Potential of Stem Cells in Adult Tissues Representative of the Three Germ three Layers」
体細胞が多能性を持つようになる研究が実験段階である事を示すために引用されています。博士号を授与される前に、多能性細胞について書いた論文が一流の研究者達の参考になっているのです。小保方さんはこの論文を元に博士論文を書きましたが、間違って草稿を製本し早稲田大学に提出したために、「不正により学位の授与を受けた」と判定され、学位を剥奪されました。
このような神経性および筋原分化などの複数の系統に分化する能力を含むiMuSCs展示幹細胞の性質;彼らはまた、in vivoでの筋肉の生着の強力な能力を実証する優れた移行容量を表示します。 IMuSCsには、いくつかの多能性および筋原幹細胞マーカーを発現します。
胚様体及び奇形腫を形成する能力を有し、そして3つのすべての胚葉に分化することができます。また、胚盤胞のマイクロインジェクションは、iMuSCsキメラ胚に貢献したが、生殖系列伝達を完了できなかったことを示しました。我々の結果は、iMuSCsが負傷した骨格筋の微小環境によって生成された多能性の部分的に再プログラムされた状態であることを示しています。
■Introducion 導入
損傷後の組織修復は、組織常駐前駆体および幹細胞の活性化、および局所および全身の信号に応答する細胞の浸潤の多様性を含む複雑な生物学的プロセスです。哺乳動物の骨格筋の再生には、筋線維の基底膜と筋細胞膜の間に位置する単核細胞の集団である衛星細胞と筋肉幹細胞（MuSCs）、などの常駐筋前駆cells1,2の活性化および増殖に依存しています。
MuSCsは、細胞の機能的に不均一な集団であり、可変増殖速度、マーカー発現プロフィール、自己再生能力、クローン原性および分化capacities2,3を持っています。
我々は以前MuSCsうち、iMuSCsの小集団が存在することを発見した、我々のlaboratory4で確立Cre-loxPシステムを用い、損傷したマウスの骨格筋から単離することができます。我々はiMuSCsは、CD34を発現するのSca1（細胞抗原-1幹）、およびPAX7（ペアボックスタンパク質7）だけでなく、vivo5に強い筋原性分化および筋肉の再生能力を提示するだけでなくことが示されています。さらに、我々はiMuSCsは、細胞の挙動を幹実証し、そのような癒さ骨格muscle4におけるCD31 +内皮様細胞などの非筋原性系統に分化することが可能であることを実証しました。
ここでは、さらに、それらの形態、マーカー発現プロフィール、多能性、渡り鳥能力と分化能力に焦点を当て、iMuSCsの特有の性質を調べます。
■Results 結果
我々の確立された細胞分離法（図1a）を適用することによりiMuSCs正常負傷したマウスの前脛骨（TA）筋から単離しました。三日後、細胞単離後、増殖iMuSCs（約全体筋細胞集団の0.1％）を培養皿に現れました。しかし、細胞は、対照から確立された培養物中に存在していない無傷の筋肉（図1b）。
顕微鏡評価は、代表iMuSCsは、直径5-7ミクロンであった比較的大きな核と細胞質の狭いリムが含まれていることが明らかになりました。それらの核はMSX1（MSHホメオボックス1）式（補足図S1aと）とヘキスト33342陽性および取り込まれたBrdU（ブロモデオキシウリジン）となりました。たてPAX7とのSca1（図1c）を発現する少数の細胞であったそのうちの陽性細胞を単離し、またはiMuSCsの初期の人口はMSX1およびCXCR4（CXCケモカイン受容体タイプ4）の割合が高いが含まれていました。全体生検負傷したTA筋肉の遺伝子発現分析は、MSX1、（またPOU5F1と呼ばれる）のOct4、Sox2の制御無傷古い脛骨筋（図1dおよび補足図と比較してアップレギュレート（SRYボックス2）およびNanogの発現がありました。S1bが）。
新たに単離したiMuSCsは筋原幹細胞関連マーカー、すなわちのSca1、PAX7およびCD34、およびコア多能性マーカー遺伝子、すなわちのOct4、Sox2のおよびNanog発現した（図1E及び補足図。S1cを）。培養iMuSCsは、13時間の平均の細胞集団の倍加時間を有する筋成長培地中でin vitroで増殖させました。細胞遺伝学的解析は、iMuSCsが正常な女性核型を持っていたことを明らかにしました。しかし、染色体異常は、染色体5（補足図S1D）のためのトリソミーで、その結果、長期培養（継代33）の間に現れました。
また、iMuSCsが顕著マイグレーション特性を有していたことを発見しました。タイムラプス運動性アッセイからのデータは、iMuSCsは対照マウス筋芽細胞株、C2C12に比べて長く、より高い速度と距離を移行していることを確認し、コントロールから分離しMuSCsは（図1F）筋肉を無傷。また、iMuSCsはmRNAレベル（図1G）でβカテニンおよびいくつかのカドヘリンを高レベルで発現しました。
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| 図1 クリックすると拡大します |
体外多能分化アッセイでiMuSCsはMyHC +（ミオシン重鎖）制御MuSCsとC2C12筋芽細胞（図2a）と同様の融合インデックスを持つ筋分化培地中で筋管と融合することができたことを示しました。 iMuSCsもBMP2と骨形成培地内の骨形成系統（補足図S2）に分化することが可能でした。 iMuSCsも簡単かつ効果的に、一週間のために神経幹細胞培地（方法を参照）で一度培養ニューロスフェアの形成を介して神経性系統に誘導することができた（図2b）、制御一次筋芽細胞およびMuSCsはこれらの構造を形成するの兆候を示さありませんでした。 iMuSCsによって誘発されるニューロスフェアは、神経表現型を示し、ネスチン、CNPアーゼとNefm（ニューロフィラメント）（図2b）を表明しました。 3週間後、神経分化培地にラミニン/ポリオルニチンコーティングした単層培養でメッキ再ニューロスフェアは、三つの主要な神経系統（ニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイト）に分化することができ、彼らはMtap2を表明し、βチューブリンIII、Nefm 、ネスチンおよびOlig1 / 2（オリゴデンドロサイト転写因子1/2）（図2B、C）
さらにiMuSCsの起源を調べるために、我々は、in vivo筋肉内移植試験で行いました。 iMuSCsと制御MuSCs同数のは6 6-8週齢の雄のmdx / SCIDマウス（ジャクソン研究所、米国）のTA筋に注射しました。二三週間の細胞移植後、我々はホストのTA筋肉のユートロフィンとジストロフィン（図2d）の発現を検出し、iMuSCs制御MuSCs（図2d）と比較して、より大きく、より強固なジストロフィン+筋肉移植片を形成していることが観察されました。
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| 図2 クリックすると拡大します。 |
我々はまた、iMuSCsの遺伝子及びタンパク質発現プロファイルを明らかにするために、定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）および免疫組織化学分析を行い、胚性幹細胞（ESC）および筋原幹細胞（C2C12及びMuSCs）にこれらを比較しました。 iMuSCsはESCのと同様に、（B、図3a及び補足図のS3a）のOct4、SSEA1（段階特異的胚抗原1）、Sox2の、CXCR4、MSX1、PAX7、とのSca1を発現したが、より低い発現レベルで。 QPCR分析はiMuSCsがESG1及びDAX1（図3B）を除いて、多能性マーカー遺伝子の大部分を発現することを明らかにしました。しかし、ESCは異なり、iMuSCsは筋原性マーカー遺伝子を発現し、興味深いことに、始原生殖細胞関連マーカーの一部、例えばBlimp1とフラジリス、そのようなCD45またはCD90（図3c）として、他の系統に関連した遺伝子を発現しませんでした。また、iMuSCsは、アルカリホスファターゼ（図3a）に対して陽性でした。これらの結果は、彼らが筋原性メモリ（ESCのに比べて、筋原性遺伝子の例えば、高発現を維持するため、iMuSCsは、に似ていますが、ESCのと同じではないことを示し、容易にin vitroで筋原系統に分化するように誘導され、生体内で）。
iMuSCsの多能性を明確にするために、我々はiMuSCsシャーレで胚様体（EB）（図3d、e）を形成することができることを示したin vitroでのassays6,7分化を行いました。浮遊培養で7日後、EBを拡大し、自発的分化を開始した外胚葉と中胚葉胚葉種々の誘導体にし、さらに2週間培養した後、付属のEBは、神経のような構造に包含多核筋管を収縮を形成した（図3F 、G）。
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| 図3 クリックすると拡大します |
我々はさらに、in vivoで奇形腫形成によってiMuSCsの多能性を検討しました。 7週間のSCIDベージュマウス（ジャクソン研究所、米国）に移植すると、iMuSCsは（90％、N = 7）は、3つの胚葉の代表組織を含む（図4a）奇形腫を形成しました。組織学的検査はiMuSCsは、神経、筋肉、および脂肪組織、および上皮に分化することを明らかにしました。奇形腫は、移植された細胞から直接形成されたことを確認するには、iMuSCsは、注射の前にβ-galで事前に標識し、我々はLacZを（図で染色したとき奇形腫内のすべての3つの胚葉誘導体は、β-galの+細胞を含んでいた検出した。図4b ）。
iMuSCsはキメラマウスを生じさせることができるかどうかを評価するために、胚盤胞注入アッセイを行った（図4c）。我々は、標準的なprocedures8以下のマイクロインジェクションによってのBALB / c（ジャクソン研究所、米国）胚盤胞に未分化のβ-gal +および単一細胞としてのGFP-予め標識iMuSCsを移しました。我々は、6が適切に開発され、胚にGFP + iMuSCsの寄与を示し、E14で8胚を得ました。 β-galおよびGFP発現細胞の高〜中程度の貢献は、これらのE14のキメラ胚（図4c、dおよび補足図S4aでは）で見ることができました。組織学的分析は、iMuSCsはすべての3つの胚葉（図4E及び補足図S4bと）に寄与していることを確認しました。 iMuSCs注入した胚盤胞由来子孫が生まれ、正常に開発されました。この実験を3回繰り返した後、私たちは白衣（補足表S1）を持って生まれた23匹の子、すべてを得ました。自分の髪がiMuSCsが表示されませんでしたが、生殖系列伝達、免疫染色およびqPCR分析は、図（例えば、皮膚、筋肉、心臓、肺、腎臓、脾臓、および脳などの仔のいくつかの組織でのLacZ +およびGFP + iMuSCsの存在を明らかにした。4Fと補足図ステップS4c）。
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| 図 4 クリックすると拡大します |
■Discussion 議論
矛盾した結果が、様々なgroups9,10,11,12,13,14,15によって報告されているので、成体組織における多能性細胞様細胞の存在は、年間の論争の種となっています。しかし、研究は、これまで、そのような多能性幹細胞は、分化した体細胞組織から生じ得ることを証明していません。本研究では、細胞の再プログラミングが骨格筋を負傷しているときに発生する強い刺激することによって開始することができることを明らかにしました。このように、我々が負傷骨格筋から再プログラムさiMuSCsを単離することができました。
まとめると、我々の知見は、iMuSCsこれまで研究されたすべての細胞型とは異なる特性（形態、大きさ、および遺伝子発現プロフィール）を有する細胞のユニークな、非常に敏感な集団であることを示しています。 IMuSCsはESCの代表的ないくつかの特徴を表示する（細胞質の狭い縁に囲まれた例えば大型核、高い核/細胞質比、開いたクロマチン、非構造化核質、及び染色体の二倍体数）（表1）だけでなく、いくつかの多能性を表現するだけでなく、マーカー遺伝子は、筋原性遺伝子の高い発現レベルを維持します。
また、本研究の最も注目すべき発見はiMuSCsは、in vitroおよびin vivoでの多能性のための基準のいくつかの成就ということでした。しかし、我々は、胚盤胞のマイクロインジェクション後に生殖系列伝達とiMuSCsを得ることができませんでした。これはiMuSCsは、多能性マーカーの低い遺伝子発現プロファイル（例えば、あるOct4、Nanogの、及びSox2の）を有するとのESCと比較した場合、ESG1及びDAX1発現を欠いているという事実に起因し得ます。
それはiMuSCsによってのBlimp1、フラジリスおよび筋原性マーカー遺伝子の比較的高い発現がこの観察に寄与し得ることももっともらしいです。これらの結果は、iMuSCsが多能性を完全に退行し、おそらく彼らの筋原組織起源のエピジェネティックな記憶を保持していないことを示しています。このようなDNAメチラーゼまたはNanogの過剰発現の阻害などiMuSCsのさらなる操作は、潜在的に完全な多能性を達成するためにiMuSCsをプッシュすることができます。
【私の論評】日本のマスコミや識者もSTAP細胞騒動を二度と繰り返すな(ﾟдﾟ)！
さて、以上のことから、小保方さんの行った実験が正しいものだったのか、そうではないかは別にして、小保方さんの語っていた「STAP細胞は存在します」という発言をはきり否定することはできなくなりました。
小保方さんの実験は、何度も追試された結果、再現されないことが明らかにされていますが、それはもしかすると、小保方さんも気づいていない、他の条件などが見過ごされているということなのかもしれません。これから、さらに他の実験などがこれを明らかにするかもしれません。
ただし、少し前までは、世界中で小保方さんの実験の追試などが行われましたが、その結果一度も成功していなかったのですが、ブログ冒頭の記事で、小保方さんの発見したSTAP細胞とは、全く同じ物ではないものの、STAP現象とされる細胞の初期化は実在したことが証明されたようです。
さて、小保方さんについては、このブログでも何度か掲載したことがあります。その主なものは、ブログ記事の一番下のほうの【関連記事】に掲載しますので、是非ご覧になってください。
さて、過去に掲載したもののうち、本日のこのニュースに接して思い出されたのは以下の記事です。
ドクターZは知っている STAP騒動と論文問題―【私の論評】学問の世界を歪めるどころか、とんでもない惨禍をもたらす、マスコミの『空気』醸成に乗るな、そそのかされるな、加担するな(ﾟдﾟ)！
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お昼のワイドーショーの番組に流れた笹井氏死亡のテロップ。
何やら、今の日本の状況を象徴しているような気がした。 |
詳細は、この記事をご覧いただくものとして、この記事では私の学生時代の経験を掲載しました。その部分のみ以下に掲載します。
そうなんです、まさに、「論文といっても学術誌に掲載された段階では、エンドではなくあくまでスタートであり、その論文が学術界に受け入れられることもあるし、逆に批判されることもある」のです。
これは、学問界の常識です。私は学生の頃生物学を学んでいました。その時経験したことからもこのことは確かです。
私は、学生だったころ、当時助教授(現在では、准教授と呼称する)と、いわゆるポスドク(後に若くして地方大学の助教授になった人)と3人で、とはいっても、これが当時の講座の全員で、大学内で開催された学会に行きました。今から思えば、本当に贅沢な環境だったと思います。一つの講座がたった、3人ですよ。そのかわり、それなりにシンドかったですが・・・・・・・(笑)。そうして、学会での発表を聴くのはこのときが初体験でした。
3人は、自由行動することとして、時間を決めて昼には、レストランに集合して、食事をすることにしていました。そのため、私は私で、自分の聴きたい発表を聴きました。そうして、これは後でどのようなものだったのか報告することになっていました。
報告する以上、いい加減なことはできず、まともな発表と、その内容しっかりと控えておく必要がありました。
そうして、いくつかの発表を聴いてみたのですが、驚くべきことを発見しました。
いくつか、「タイトル」から非常に面白そうだったので、2つほど聴いてみましたが、これが素人目にもすぐにわかるような酷い内容で、何といえば良いのか、カルト的とも言いたくなるような内容だったので、時間の無駄と思い途中で退席しました。
このカルト的ともいえるような、発表ですが、聴いている人はわずか数人とか、多くても十数人でしたが、それでも聴いている人いるし、私が退席した後でも聴いている人は聴いていました。
さて、昼飯時に助教授(当時の年齢はおそらく38歳くらいの新進気鋭の方でした)にその話をしてみたところ、驚くことに別にその発表の内容自体を完全否定はされませんでした。
もう、随分昔の話なので、カルト的な内容の発表自体も、助教授の話も良くは覚えていませんが、そのときの助教授の話は、「確かに今カルト的に聴こえるかもしれませんが、実はそうした研究が、数十年後に世界を変えるかもしれないし、あるいは、まったくこの世から消えてしまうかもしれません。しかし、最初から全部を否定していては、学問は進展しません」というような内容でした。
世の中の人の多くは、学会での発表というとそれこそ、上の記事のSTAP細胞の論文のように「学術界で確立したもの」と見る傾向があるのではないかと思います。
私も当時は、そのように考えていて、助教授に、では私も場合によっては、あのようなカルト的な内容を発表することができるのかという質問をしたところ、先生は、「学会員となり、手続きをきちん踏んでなら、無論できます」ということでした。
学会での発表もまさしく「学術界で確立したもの」が発表されているわけではないのです。
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学問界で発表されるのは「学術界で確立したもの」ではない。
そんなことは学者は最初から知っている。知らないのはマスコミ? |
しかし、そもそも、出鱈目を発表したとしても、まずは最初からあまり聴く人はいないですし、そのとき発表した内容も誰からも引用されず、いずれ世の中からきれいさっぱり消えるわけです。
ただし、きれいさっぱり消えたと思われていたものが、数十年後に別の学者の目にとまり、その後発展した技術やノウハウなどを用いて実験をしてみたら、本当であるどころか、画期的で次世代を切り拓くようなものであったことが再発見されることもあります。無論、そうなることは滅多にはありません。
しかし、このようなことがあるからこそ、学問の世界、特に科学の世界においては、新たな芽を摘むことにならないように、学会での発表や、論文発表など手続きさえ踏めば自由にさせているしすべての発表や論文を保存しているのです。
STAP細胞も存在する可能性も十分あり得るわけです。ただし、何かが足りなくて、再現できないのかもしれません。それは、ひょっとすると、今後の新たな技術やノウハウ、新素材などを用いると克服できるものである可能性は否定できません。
まさに、ブログ冒頭の記事は、可能性は否定できないことを実証したようです。もし、世の中の学者がすっかり諦めて、STAP現象などありえないものと決めつけて、すっかり諦めてしまえば、この方面の研究がないがしろにされて、この分野の学問がかなり遅れてしまったかもしれません。
しかし、上記の科学者らによって、STAP現象はあり得ることが実証されたようです。今後さらなる追試やその他の新たな実験が行われて、この分野の新しい展開が期待できます。
この記事には、現在では外科手術やお産のときに滅菌するのは当たり前になっていますが、その滅菌をするべきことを最初に発見した医師は、誰にも信じてもらえず、不遇の人生を送ってしまったということがあります。
STAP細胞に関しては、たとえ発表や論文掲載が過ちであったとしても、先の滅菌の件のように、いたずらに多くの一般人の犠牲者を出すということはありません。もし、本当であれば、様々な可能が膨らむということになります。しかし、とにかくSTAP細胞も、STAP現象もあり得ないことと、最初から決め込んでは、夢も希望もありません。
STAP細胞報道に関しては、本来はたいしたことではなかったにもかかわらず、まずは功を焦った理研の対応か悪かったことと、マスコミが騒ぎ過ぎたことが原因だと思います。
幸いなことに、今回は、ブログ冒頭の記事のような内容は、マスコミには一切報道されていないようです。そうして、これはそれで良いのだと思います。マスコミが下手に騒ぎすぎると、笹井氏の死亡などというとんでもない騒動をまた、招きかねません。関係当局などの、今後の冷静な判断を期待したいと思います。
そんなことより、日本の研究者の方々は、STAP細胞騒動など乗り越えて、頑張っていただきたいものです。
とにかく、日本のマスコミや識者などもこのような騒動を二度と繰り返さないで欲しいです。
私は、そう思います。皆さんは、どう思われますか？
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