References

1)Bryder D, et al.: Am J Pathol, 169: 338, 2006.
2)Alison M, Sarraf C: Hepatic stem cells. J Hepatol, 29: 676, 1998.
3)Watt FM: Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 353: 831, 1998.
4)Potten CS: Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 353: 821, 1998.
5)Gage FH: Mammalian neural stem cells. Science, 287: 1433, 2000.
6)Jiang Y, et al.: Exp Hematol, 30: 896, 2002.
7)Fridenshtein A: Arkh Patol, 44: 3, 1982.
8)Jiang Y, et al.: Science, 279: 1528, 1998.
10)Krause DS, et al.: Cell, 105: 369, 2001.
11)Petersen BE, et al.: Science, 284: 1168, 1999.
12)Sanchez-Ramos J, et al. Exp Neurol, 164: 247, 2000.
13)Woodbury D, et al.: J Neurosci Res, 61: 364, 2000.
14)Kohyama J, Abe H, Shimazaki T, Koizumi A, Nakashima K, Gojo S, Taga T, Okano H, Hata J, Umezawa A: Differentiation, 68: 235, 2001.
15)Kim BJ, et al.: Neuroreport, 13: 1185, 2002.
16)Cohnheim J: Virchows Arch., 40: 1, 1867.
17)Allan EH, et al.: J Cell Biochem, 90: 158-169, 2003.
18)Imabayashi H, Mori T, Gojo S, Kiyono T, Sugiyama T, Irie R, Isogai T, Hata J, Toyama Y, Umezawa A: Exp Cell Res, 288: 35, 2003.
19)Makino S, Fukuda K, Miyoshi S, Konishi F, Kodama H, Pan J, Sano M, Takahashi T, Hori S, Abe H, Hata J, Umezawa A, Ogawa S: J Clin Invest, 103: 697, 1999.
20)Gojo S, Gojo N, Takeda Y, Mori T, Abe H, Kyo S, Hata J, Umezawa A: Exp Cell Res, 288: 51, 2003.
21)Ochi K, Chen G, Ushida T, Gojo S, Segawa K, Tai H, Ueno K, Ohkawa H, Mori T, Yamaguchi A, Toyama Y, Hata J, Umezawa A: J Cell Physiol, 194: 45, 2003.
22)Umezawa A, et al.: J Cell Physiol, 151: 197, 1992.
23)Alhadlaq A, Mao JJ: Stem Cells Dev, 13: 436, 2004.
24)Jiang Y, et al.: Proc Natl Acad Sci U S A, 100 Suppl 1: 11854, 2003.
25)Kim JH, et al.: Nature, 418: 50-56, 2002.
26)Zetterstrom RH, et al.: Science, 276: 248, 1997.
27)Matsumoto S, Shibuya I, Kusakari S, Segawa K, Uyama T, Shimada A, Umezawa A: Biochim Biophys Acta, 1725: 57, 2005.
28)Solursh M: Curr Opin Cell Biol, 1: 989, 1989.
29)Hauselmann HJ, et al.: J Cell Sci, 107 ( Pt 1): 17, 1994.
30)Reginato AM, Iozzo RV, Jimenez SA: Arthritis Rheum, 37: 1338, 1994.
31)Archer CW, et al.: J Cell Sci, 97 ( Pt 2): 361, 1990.
32)Benya PD, Padilla SR, Nimni ME: Cell, 15: 1313, 1978.
33)Benya PD, Shaffer JD: Cell, 30: 215, 1982.
34)Lefebvre V, Peeters-Joris C, Vaes G: Biochim Biophys Acta, 1051: 266, 1990.
35)Bonaventure J, et al.: Exp Cell Res, 212: 97, 1994.
36)Yoon YM, et al.: J Biol Chem, 277: 8412, 2002.
37)Sugiki T, Uyama T, Toyoda M, Morioka H, Kume S, Miyado K, Matsumoto K, Saito H, Tsumaki N, Takahashi Y, Toyama Y, Umezawa A: J Cell Biochem, 2006.
38)Karsner KW, et al.: Am. J. Pathol., 1: 351, 1925.
39)Kirshenbaum LA, Schneider MD: J Biol Chem, 270: 7791, 1995.
40)Soonpaa MH, et al.: Circ Res, 83: 15, 1998.
42)Takeda Y, Mori T, Imabayashi H, Kiyono T, Gojo S, Miyoshi S, Hida N, Ita M, Segawa K, Ogawa S, Sakamoto M, Nakamura S, Umezawa A: J Gene Med, 6: 833-845, 2004.
43)Hakuno D, et al.: Circulation, 105: 380-386, 2002.
44)Yamada Y SK, Takeda Y, Gojo S, Umezawa A.: Single-cell-derived mesenchymal stem cells overexpressing 3 Csx/Nkx2.5 and GATA4 undergo the stochastic 4 cardiomyogenic fate and behave like transient amplifying cells. Exp Cell Res, (in press).
45)Mori T, et al.: Mol Cell Biol, 25: 5183, 2005.
46)Olsen BR, et al.: Annu Rev Cell Dev Biol, 16: 191, 2000.
47)Taylor SM, Jones PA: Cell, 17: 771-779, 1979.
48)Santi DV, et al.: Proc Natl Acad Sci U S A, 81: 6993, 1984.
49)Kochanek S, et al.: Proc Natl Acad Sci U S A, 87: 8830, 1990.
50)Behn-Krappa A, et al.: Genomics, 11: 1, 1991.
51)Umezawa A, et al.: Mol Cell Biol, 17: 4885, 1997.
52)Owen M: J Cell Sci Suppl, 10: 63, 1988.
53)Jaiswal N, et al.: J Cell Biochem, 64: 295, 1997.
54)Pittenger MF, et al.: Science, 284: 143-147, 1999.
55)Sekiya I, et al.: J Bone Miner Res, 19: 256, 2004.
56)Green H, Meuth M: Cell, 3: 127, 1974.
57)Sudo H, et al.: J Cell Biol, 96: 191, 1983.
58)Shukunami C, et al.: J Cell Biol, 133: 457, 1996.
59)Goodwin HS, et al.: Biol Blood Marrow Transplant, 7: 581 2001.
60)Lee OK, et al.: Blood, 103: 1669-1675, 2004.
61)Terai M, Uyama T, Sugiki T, Li XK, Umezawa A, Kiyono T: Mol Biol Cell, 16: 1491, 2005.
62)Hayflick L: N Engl J Med, 295: 1302, 1976.
63)Campisi J: Eur J Cancer, 33: 703, 1997.
64)Kiyono T, et al.: Nature, 396: 84, 1998.
65)Romanov SR, et al.: Nature, 409: 633, 2001.
66)Rheinwald JG, et al.: Mol Cell Biol, 22: 5157, 2002.
67)Bodnar AG, et al.: Science, 279: 349, 1998.
68)Ogawa M: Int J Hematol, 69: 2-5, 1999.
69)Watt FM, Hogan BL: Science, 287: 1427, 2000.
70)Tenen DG, Hromas R, Licht JD, Zhang DE: Blood, 90: 489, 1997.
71)Wakitani S, et al.: J Bone Joint Surg Am, 76: 579, 1994.
72)Bruder SP, et al.:J Orthop Res, 16: 155, 1998.
73)Young RG, et al.: J Orthop Res, 16: 406, 1998.
74)Walsh CJ, Goodman D, Caplan AI, Goldberg VM: Tissue Eng, 5: 327, 1999.
75)Koc ON, et al.: J Clin Oncol, 18: 307, 2000.
76)Horwitz EM, et a

Two MSCs

Conclusion

Mesenchymal stem cells can be isolated from bone marrow by standardized techniques and expanded in culture through many generations, while retaining their capacity to differentiate along set pathways when exposed to appropriate conditions. This property opens up therapeutic opportunities for the treatment of lesions in mesenchymal tissues, and protocols have been devised for the treatment of defects in articular cartilage 71), bone 72), tendon 73), and meniscus 74) and for bone marrow stromal recovery 75) and osteogenesis imperfecta 76).

In this context, we prefer to use the word ‘stroma’ rather than ‘mesenchymal stem cells’ for accuracy and to avoid confusion. In the field of hematopoiesis, marrow stroma were originally treated as ‘second class citizens’ 77), and represented a niche field. Today, marrow stroma are a ‘major player’ in regenerative medicine and stem cell biology and are no longer viewed as a peripheral field of research. In addition, there is also a rapidly growing body of research into the biology and potential use of true ‘mesenchymal stem cells’ derived from other human tissues, which are showing significant promise for future therapy, reparation or regeneration of human tissues and organs.

Clearly, this field is in its relative infancy, our understanding is at present limited but the potential benefits are great. We should perhaps, therefore, remember that the unexpected and unrivalled potential of MSCs to differentiate into a wide variety of cells represents a gift not a privilege and, with respect to the two MSCs, we should recognise and welcome their role in medicine with the words “with great power comes great responsibility”.

Differentiation of mesenchymal stem cells

Fig. 3. Model of stem cell differentiation.
A.Deterministic model.
B.Stochastic model.
C.Differentiation model of mesenchymal stem cells.


Retroviral labeling of individual cells is a useful clonal assay to monitor lineage commitment at the single cell level. At present, several models have been proposed in which hematopoietic lineage determination is driven intrinsically 68), extrinsically 69), or both 70). The issue of the mechanism and the extent of cellular differentiation that occurs when stem cells begin to differentiate is the area of furthest advanced research. Two models have been proposed: a deterministic model, in which differentiation is governed by the microenvironment (including growth factors and cytokines), and a stochastic model, in which differentiation, self-replication and the direction of differentiation emerge somewhat randomly (Fig. 3A, B). The different models arise from different conceptions of mesenchymal stem cells. The mesenchymal stem cell (MSC2) line is stochastically committed toward the cardiac lineage, and following this commitment, they proliferate as transient amplifying cells and differentiate into cardiac myocytes (Fig. 3C).

Considering stem cell transplant as a therapy, when mature cells arising from hematopoietic stem cells are needed, as in marrow transplant, there are no problems attending cellular differentiation. However, in the case of cells that serve to originate cells of several different organs, as in the case of mesenchymal stem cells, there is a possibility for differentiation to cells not needed in the treatment. Ectopic tissue may therefore emerge from implanted mesenchymal stem cells, especially where the buffering system from a given site is lost and the stem cells begin to differentiate randomly into cells differing from the implanted site, thereby creating unwanted ectopic tissue.

Life span of MSC1 and MSC2.

Marrow stromal cells (MSC1) and mesenchymal stem cells (MSC2) are useful for cell transplantation. However, it is difficult to study and apply them because of their limited life span. One of the reasons for this is that normal human cells undergo a limited number of cell divisions in culture and then enter a non-dividing state called “senescence” 62, 63). Human cells reach senescence after a limited number of cell replications, and the average number of population doublings (PDs) of marrow-derived mesenchymal stem cells has been found to be about 40 42), implying that it would be difficult to obtain enough cells to restore the function of a failing human organ. Large numbers of cells must be injected into damaged tissues to restore function in humans, and cells sometimes need to be injected throughout entire organs.

A system that allows human cells to escape senescence by using cell-cycle-associated molecules may be used to obtain sources of material for cell therapy 64, 65). Both inactivation of the Rb/p16INK4a pathway and activation of telomerase are required for immortalization of human epithelial cells, such as mammary epithelial cells and skin keratinocytes. Human papillomavirus E7 can inactivate pRb, and Bmi-1 can repress p16INK4a expression. Inactivation of the p53 pathway is also beneficial, even if not essential, to extension of the life span 66). Human marrow stromal cell strains with an extended life span can be generated by transduction of combination of TERT, and Bmi-1, E6 or E7 45). Cells with extended life span grow in vitro for over 80 PDs, and their differentiation potential is maintained. Transfection of TERT alone is insufficient to prolong the life span of marrow stromal cells, despite TERT having been reported to extend the life span of cells beyond senescence without affecting their differentiation ability 67). Human stromal cells transfected with TERT and Bmi-1, E6 or E7 do not transform according to the classical pattern: they do not generate tumors in immunosuppressed mice; they do not form foci in vitro; and they stop dividing after confluence. The possibility that gene-transduced stromal cells might become tumorigenic in patients several decades after cell therapy therefore cannot be ruled out. Nevertheless, these gene-modified stromal cells may be used to supply defective enzymes to patients with genetic metabolic diseases, such as neuro-Gaucher disease, Fabry disease, and mucopolysaccharidosis, which have a poor prognosis and are sometimes lethal. The 'risk versus benefit' balance is essential when applying these gene-modified cells clinically, and the 'risk' or 'drawback' in this case is transformation of implanted cells. These marrow stromal cells (MSC1) with prolonged life span also provide a novel model for further study of cancer and stem cell biology.

Available mesenchymal cell lines and mesenchymal cells in culture

Fig. 2. Sources and differentiation of mesenchymal stem cells.


MSC2 have been extracted from fat, muscle, menstrual blood, endometrium, placenta, umbilical cord, cord blood, skin, and eye (Fig. 2). Moreover, the source tissues can be obtained without difficulty from resected tissues at surgery and from birth deliveries (http://www.nch.go.jp/reproduction/cellbank2.htm and http://www.nch.go.jp/reproduction/cells/primary.html); menstrual blood can be provided from volunteers. The placenta is composed of amniotic membrane, chorionic villi and decidua, each of which can be a source of different types of MSC2. Large numbers of MSC2 can be easily obtained because the placenta is usually provided for research purposes. Menstrual blood also contains a large number of MSC2, although it is usually regarded as waste material.

We have also isolated many specific cell lines from adhering cells of mouse bone marrow (http://www.nch.go.jp/reproduction/cellbank2.htm) as follows:
a.Multi-potential stem cell line: 9-15c cells (originally KUM2 cells) have multi-potential allowing differentiation into bone, fat, skeletal muscle, and myocardial cells through continued passage;
b.Oligo-potential cell lines: KUM9 cells that lose the ability to differentiate to myocardial cells but retain differentiation to bone, fat, and skeletal muscle and NRG cells that lose the capability to differentiate into myocardial cells and skeletal myocytes but retain differentiation to bone and fat;
c.Bi-potential cells: KUSA-O cells are capable of differentiating into osteoblasts and adiopocytes;
d.Precursor cells: KUSA-A1 and H-1/A are osteoblasts and preadipocytes, respectively. Adipogenic 3T3-L1 56), osteogenic MC3T3-E1 57), and chondrogenic ATDC5 cells 58) have been isolated from stem cells of a mesenchymal nature.

Focusing on human MSC2 derived from umbilical cord blood (UCBMSC) as an example, isolation, characterization, and differentiation of clonally-expanded UCBMSCs have been reported 59, 60), and UCBMSCs have been found to have multi-potential 61). Most of the surface markers are the same as those detected in their bone marrow counterparts 42), with both UCB- and bone marrow-derived cells being positive for CD29, CD44, CD55, and CD59, and negative for CD34 and CD117. Significantly, the differentiation capacity of UCB-derived cells is unaffected during establishment of a plate-adhering population of cells from UCB.

Mesenchymal stem cells (MSC2)

Tissues originating in the mesoderm include blood cells, blood vessels, heart, bone, cartilage, fat, skeletal muscle, tendon, and tissue mesenchyme. Blood cells in bone marrow are the elements that create the concept of stem cells, but bone marrow includes another cell group, i.e., mesenchymal stem cells (MSC2), which possess adherent properties. These cells have the ability to differentiate into a variety of cells and may have an organ maintenance mechanism that serves as back-up. Human mesenchymal stem cells (MSC2) are a useful source of cells for transplantation for several reasons: they have the ability to proliferate and differentiate into mesodermal tissues and they entail no ethical or immunological problems. MSC2 have been studied extensively over the past three decades and numerous independent research groups have successfully isolated them from a variety of sources, most commonly from bone marrow 19, 22, 52-55). Yet, in addition to bone marrow, almost all human tissues or organs can be a source of mesenchymal stem cells, since they all have stroma or mesenchyme as well as parenchyma or epithelium.

Epigenetic modifier as a differentiating inducer.

The demethylating agent, 5-azacytidine, is a cytosine analog that has a remarkable effect on transdifferentiation of cells and has been shown to induce differentiation of mesenchymal cells into cardiomyocytes, skeletal myocytes, adipocytes, and chondrocytes 19, 42, 47). The effect of this low-molecular substance is not surprising, since it is incorporated into DNA and has been shown to cause extensive demethylation. The demethylation is attributable to covalent binding of DNA methyltransferase to 5-azacytidine in the DNA 48), with subsequent reduction of enzyme activity in cells resulting in dilution-out and random loss of methylation at many sites in the genome. This may, in turn, account for the reactivation of cardiomyogenic ‘master’ genes, such as MEF-2C, GATA4, dHAND, and Csx/Nkx2.5, leading to stochastic transdifferentiation of MSC1 into cardiomyocytes. Use of 5-azacytidine is beneficial, but since it may have drawbacks, i.e., gene activation leading to oncogenesis and undesired differentiation, care must be exercised before using it to induce cells to differentiate into target phenotypes. Immortalized cells, including marrow stromal cells, have specific patterns of DNA methylation. The established methylation pattern of cells is maintained with considerable fidelity and silenced genes are stably inherited throughout the culture period 49-51). The demethylating agent induces differentiation by altering the original methylated pattern and reactivating the silenced genes.

Cardiomyogenesis and Neurogenesis

3) Cardiomyogenesis
It has been generally accepted that cardiac myocytes are unable to divide once cell proliferation ceases shortly after birth in the mammalian heart, because mitotic figures have not been detected in myocytes 38). Cardiomyocytes induce DNA synthesis in vivo and in vitro 39, 40). Adult hearts often exhibit a polypoid structure, which results from stochastic accumulation of mutations as cells pass through cell-cycle checkpoints 41). Bone marrow-derived stromal cells (MSC1) are able to differentiate into cardiomyocytes in vitro and in vivo 19, 20, 42, 43) and a hierarchical model has been proposed for this in vitro cardiomyogenic differentiation. MSC1 in culture include a mixture of at least three types of cells, i.e., cardiac myoblasts, cardiac progenitors and multi-potential stem cells, and a follow-up study of individual cells suggests that commitment of a single-cell-derived stem cell toward a cardiac lineage is stochastic 44). Furthermore, MSC1 over-expressing well-known master transcription factors, i.e., Csx/Nkx2.5 and GATA4, unavoidably undergo cardiomyogenic fate and behave like transient amplifying cells. MSC1 also transdifferentiate into cardiomyocytes in response to humoral factors, such as demethylation of the genome, in addition to environmental factors (See the chapter “Epigenetic modifier as a differentiating inducer”.

4) Neurogenesis
MSC1 can exhibit neural differentiation when exposed to demethylating agents 14): the cells differentiating into three types of neural cells, i.e., neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. With exposure to basic fibroblast growth factor, nerve growth factor, and brain-derived neurotrophic factor, the transdifferentiation of human stromal cells is limited to neurons 14). The change in gene expression during differentiation is global and drastic 45): the differentiated cells no longer exhibit the profile of mesenchymal cells or the biphenotypic pattern of neuronal and mesenchymal cells. Osteoblasts capable of intra-membranous ossification are likely to differentiate into neuronal lineages, but adipocytes do not 14). Interestingly, the cranio-facial membranous bones develop from the neural crest, which is of ectodermal origin. Development naturally progresses from neural crest cells to terminally-differentiated osteoblasts 46). The finding of in vitro differentiation from mesoderm- to ectoderm-derived cells is thus the opposite of the developmental process, i.e., from ectoderm- to mesoderm-derived cells. Converting differentiated osteoblasts or MSC1 to neuronal cells, a key future task for any cell-based therapy, would thus oppose the usual direction of cell differentiation. This can now be achieved by exposing stromal cells to neurotrophic factors, at least in vitro.
Dopaminergic neuron-associated genes, such as nurr1 and wnt-5a, are induced at an extremely high level in the neuronally-differentiated stromal cells. Wnt5a and nurr1 are involved in the differentiation of mid-brain precursors into dopaminergic neurons 25, 26). It is quite significant that dopaminergic neurons can be generated from MSC1, since they are one of the key targets for regenerative medicine.

Osteogenesis and chondrogenesis of bone marrow stromal cells

Bone marrow stromal cells (MSC1)

The existence of non-hematopoietic cells in bone marrow was first suggested by Cohnheim about 130 years ago 16). Bone marrow-derived stromal cells (MSC1) can differentiate into most somatic cells, including osteoblasts, chondrocytes, myoblasts, cardiomyocytes 17-21), and adipocytes, when placed in appropriate in vitro 20) and in vivo environments 22), and thus are a useful cell source for regenerative medicine 23). Recent studies suggest that MSC1 can also differentiate into a neuronal lineage 24), and murine bone marrow-derived adult progenitor cells can differentiate into dopaminergic neuronal cells 25, 26). Since the use of MSC1 entails no ethical or immunological problems, and bone marrow aspiration is an established routine procedure, these cells provide a useful and almost routine source of material for transplantation and tissue repair or regeneration (Fig. 1: http://blogs.yahoo.co.jp/akihiroumezawa/19883767.html).

1) Osteogenesis
KUSA-A1 cells, a murine marrow stromal cell line, are capable of generating mature bone in vivo 27). They are a unique, mature osteoblast cell line and serve as a very suitable model for in vivo osteogenesis. Bone forms in subcutaneous tissue after subcutaneous injection of the cells into mice. The osteogenesis by KUSA-A1 is not mediated by chondrogenesis and thus is considered to be membranous ossification. Follow-up study on the fate of bone by immortalized osteoblasts shows that the ectopically-generated bone keeps its size and shape for 12 months 21). Furthermore, the implanted cells do not metastasize like tumor cells. These unique characteristics of KUSA-A1 cells provide an opportunity to analyze the process of membranous ossification in detail.

2) Chondrogenesis
Chondrocytes differentiate from mesenchymal cells during embryonic development 28) and the phenotype of the differentiated chondrocyte is characterized by the synthesis, deposition, and maintenance of cartilage-specific extracellular matrix molecules, including type II collagen and aggrecan 29-31). The phenotype of differentiated chondrocytes is rapidly lost since it is unstable in culture 32-35). This process is referred to as 'dedifferentiation' and is a major impediment to use of mass cell populations for therapy or tissue engineering of damaged cartilage. When isolated chondrocytes are cultured in a monolayer at low density, the typical round chondrocytes morphologically transform into flattened fibroblast-like cells, with profound changes in biochemical and genetic characteristics, including reduced synthesis of type II collagen and cartilage proteins 36). When cultured three-dimensionally in a scaffold such as agarose, collagen, and alginate, redifferentiated chondrocytes re-express the chondrocytic differentiation phenotype.

KUM5 mesenchymal cells, a MSC1 line, generate hyaline cartilage in vivo and exhibit endochondral ossification at a later stage after implantation 37). OP9 cells, another MSC1 line, derived from macrophage colony-stimulating factor-deficient osteopetrotic mice, and also known to be niche-constituting cells for hematopoietic stem cells, express chondrocyte-specific or -associated genes, such as type II collagen 1, Sox9, and cartilage oligomeric matrix protein at an extremely high level, as do KUM5 cells. OP9 micromasses exposed to TGF- 3 and BMP2 form type II collagen-positive hyaline cartilage within two weeks in vivo. The unique characteristics of KUM5 and OP9 cells provide an opportunity to analyze the process of endochondral ossification.

Two MSCs: Marrow stromal cells and mesenchymal stem cells---Introduction---

Fig. 1. Development and differentiation of mesenchymal stem cells derived from bone marrow.


Introduction

Two MSCs, i.e., marrow stromal cells (MSC1) and mesenchymal stem cells (MSC2), are attracting a great deal of attention, as they represent a valuable source of cells for use in regenerative medicine, as well as offering an excellent model of cell differentiaton in biology. However, confusion exists in the literature due to poor application or misuse of the terms and nomenclature.
In general, mesenchymal stem cells are multi-potential stem cells that can differentiate into a variety of cell types (ref. http://en.wikipedia.org/wiki/Mesenchymal_stem_cell). They have been shown to differentiate, in vitro or in vivo, into osteoblasts, chondrocytes, myocytes, adipocytes and neuronal cell among others. Mesenchymal stem cells have traditionally been obtained from bone marrow, and have commonly been referred to as ‘marrow stromal cells’ (MSC1).

While the terms ‘marrow stromal cell’ (or ‘stromal cell’) and ‘mesenchymal stem cell’ have frequently been used interchangeably, they are increasingly recognized as separate entities as:
1. Stromal cells (MSC1) are a highly-heterogenous cell population, usually derived from bone marrow, consisting of multiple cell types with different potentials for proliferation and differentiation.
2. Mesenchymal stem cells (MSC2) encompass cells derived from other non-marrow tissues, such as fat, muscle, menstrual blood, endometrium, placenta, umbilical cord, cord blood, skin, and eye.

Bone marrow-derived mesenchymal stem cells or bone marrow stromal cells (MSC1) were discovered by Friedenstein in 1976, who described clonal, plastic-adherent cells from bone marrow that were capable of differentiating into osteoblasts, adipocytes, and chondrocytes. More recently, investigators have demonstrated that mesenchymal stem cells (MSC2) per se can be recovered from a variety of adult tissues and have the capacity to differentiate into a variety of specialist cell types. This review describes the recent advances in understanding of the two MSC cells, their biology and ongoing investigation and use.

Two MSCs: Marrow stromal cells and mesenchymal stem cells

Two MSCs: Marrow stromal cells and mesenchymal stem cells

Marrow stromal cells are able to generate a series of terminally differentiated cells in vitro. However, most of these experiments are performed with heterogeneous stromal cells, which had been obtained by adherence to plastic culture dishes. Since it is demonstrated that bone marrow-derived stromal cells are purified to a homogeneous population that met the criteria for nonhematopoietic stem cells, these cells have been termed mesenchymal stem cells because they generate an array of cells, defined as mesenchymal cells. In contrast, mesenchymal stem cells are multipotent cells capable of differentiating into cells of mesoderm-origin regardless of cell sources. Mesenchymal stem cells can be recovered from a variety of other adult tissues such as fat, muscle, menstrual blood, endometrium, placenta, umbilical cord, cord blood, skin, and eye. The terms mesenchymal stem cell and stromal cell, both of which are most plausible cells for regenerative medicine, have been used interchangeably in emerging literature; we here re-organize our understanding on two MSC biology and further clinical trail in this review.

Introduction
http://blogs.yahoo.co.jp/akihiroumezawa/19883767.html

Shortening of human cell life span by platelet-derived growth factor via induction of p16ink4a

Shortening of human cell life span by platelet-derived growth factor via induction of p16ink4a

Cells vary in their requirements in a cell type-specific manner, and cells can therefore be categorized or defined by their requirements. In this study, we attempted to prolong life span of a marrow-derived mesenchymal stem cell using a combination of growth factors and hormones. Epidermal growth factor, platelet-derived growth factor-BB, acidic fibroblast growth factor (FGF), basic FGF, and leukemia inhibitory factor were found to be key factors for the mesenchymal stem cell proliferation. The combination of these growth factors showed extremely strong mitogenic activity, and simultaneously induced the expression of cyclin-dependent kinase inhibitor p16ink4a protein and premature senescence more rapidly than serum-supported culture conditions. The induction of p16ink4a by growth factors was mediated through the mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade. Excess growth stimulation by growth factors was thus one of the culture stress signals and a trigger of premature senescence at least in human cells.

Supporting materials

Isolation and cell culture of human mesenchymal stem cells.
After obtaining signed informed consent, mesenchymal stem cells and mesenchymal cells were harvested from human donors with the approval of the Ethics Committee of Keio University School of Medicine (approval number: 13-1 and 12-1) and the Ethics Committee of National Research Institute for Child Health and Development, Tokyo (approval number: 25, 26, 27, 49, 55, 88, 89, 90, 91, 146, and 156). Cells were resuspended in growth medium (the M061101 medium, MED SHIROTORI Co., Ltd., Tokyo; MSCGM, PT-3238 and PT-4105, Cambrex Bio Science Walkersville, inc. Walkersville, MD) and cultured as previously described (1-3). Cells were deposited to the RIKEN CELL BANK (http://www.brc.riken.go.jp/lab/cell/english/guide.shtml) and the Health Science Research Resources Bank (http://www.jhsf.or.jp/English/index_gc.html).

G-banding karyotypic analysis and spectral karyotyping (SKY) analysis.
We performed a karyotypic analysis (G-banding and SKY) of both the mesenchymal stem cells and mesenchymal cells (Fig. 1, 2. A: Yub10F; B: Yub623; C: Yub625; D: Yub627; E: UCB302; F: UCB408; G: UCB432; H: PL502; I: PL503; J: PL504; K: PL505; L: PL506; M, N: PL507). Metaphase spreads were prepared from at least 50 cells treated with Colcemid (Karyo Max, Gibco Co. BRL, 100 ng/ml for 6 hours). We performed a standard G-banding karyotypic analysis on metaphase spreads for each population. SKY permits a detailed analysis of all complex markers and provides insights into their involvement in subsequent rearrangements (4). No genomic abnormalities were found in the cells analysed as shown by G-banding (Fig. 1) and SKY analysis (Fig. 2).

Cell transplantation and in vivo tumor formation assay
Freshly collected confluent cells (106 cells) were subcutaneously and intramuscularly injected into Balb/c nu/nu mice (Sankyo Laboratory, Hamamatsu, Japan) and NOD/SCID/IL-2 receptor common gamma knockout (NOG) mice. Animals were monitored for malignant transformation of the injected cells after inoculation and then sacrificed by cervical location. Nor did the cells grafted into the subcutaneous and muscle tissue of nude mice and NOG mice produce tumors. Furthermore, the cells did not undergo malignant transformation in vitro: They stopped dividing after reaching confluence, and they did not form any foci after confluence in vitro.

Telomerase activity and telomere length in human mesenchymal stem cells.
Telomerase activity was determined with a TRAP assay kit “Telo TAGGG telomerase PCR ELISA plus” (Roche, Indianapolis, IN) according to the manufacturer’s instructions. No telomerase activity was detected by the TRAP assay in the mesenchymal stem cells and mesenchymal cells. For the telomere length assay, genomic DNA was extracted from cultured cells. Restriction enzyme digestion of genomic DNA was carried out with Hinf I and Rsa l. The fragments obtained were resolved on 0.7% agarose gels, transferred to a Hybond N membrane (Amersham, UK), and hybridized with digoxigenin (DIG)-labeled (TTAGGG)3 probe. The membrane was then incubated with anti-DIG alkaline phosphatase and detection was performed with a chemiluminescence solution. The size range and intensity were determined with X-ray film. The telomere length of the mesenchymal stem cells and mesenchymal cells decreased with the number of PDs.

Reference
1. Mori, T., T. Kiyono, H. Imabayashi, Y. Takeda, K. Tsuchiya, S. Miyoshi, H. Makino, K. Matsumoto, H. Saito, S. Ogawa, M. Sakamoto, J.-i. Hata, and A. Umezawa, Combination of hTERT and Bmi-1, E6 or E7 induce prolongation of the life span of bone marrow stromal cells from an elderly donor without affecting their neurogenic potential. Mol Cell Biol, 25: 5183–5195, 2005.
2. Imabayashi, H., T. Mori, S. Gojo, T. Kiyono, T. Sugiyama, R. Irie, T. Isogai, J. Hata, Y. Toyama, and A. Umezawa, Redifferentiation of dedifferentiated chondrocytes and chondrogenesis of human bone marrow stromal cells via chondrosphere formation with expression profiling by large-scale cDNA analysis. Exp Cell Res, 288: 35-50, 2003.
3. Terai, M., T. Uyama, T. Sugiki, X.K. Li, A. Umezawa, and T. Kiyono, Immortalization of Human Fetal Cells: The Life Span of Umbilical Cord Blood-derived Cells Can Be Prolonged without Manipulating p16INK4a/RB Braking Pathway. Mol Biol Cell, 16: 1491-1499, 2005.
4. Schrock, E., T. Veldman, H. Padilla-Nash, Y. Ning, J. Spurbeck, S. Jalal, L.G. Shaffer, P. Papenhausen, C. Kozma, M.C. Phelan, E. Kjeldsen, S.A. Schonberg, P. O'Brien, L. Biesecker, S. du Manoir, and T. Ried, Spectral karyotyping refines cytogenetic diagnostics of constitutional chromosomal abnormalities. Hum Genet, 101: 255-62, 1997.

Can a human adult stem cell spontaneously transform?

ヒト細胞に関する、培養過程での癌化の可能性について言及しました。下の文章には、多少間違い（染色体異常の出現率）がありますが、基本的な考え方は問題ありません。




Can a human adult stem cell spontaneously transform?

Correspondence re: Rubio, D., et al., Spontaneous human adult cell transformation. Cancer Res., 65: 3035-3039, 2005.


In vitro "Human adult stem cell transformation" is a major concern for those working on regenerative medicine or cell-based therapy. An article by Rubio et al. provides a caution that human mesenchymal stem cells undergo spontaneous transformation following long-term in vitro culture, i.e., 4 to 5 months. We agree that this was the first report of in vitro spontaneous transformation of human adult stem cells. Theoretically, normal human cells including mesenchymal stem cells have been shown to undergo a limited number of divisions in culture and then enter a non-dividing state referred to as "senescence" and do not spontaneously transform during culture period.

We have performed a similar experiment to determine if such chromosomal abnormality is detected after long-term in vitro culture of human mesenchymal stem cells or mesenchymal cells derived from bone marrow, umbilical cord, planceta, endometrium, and menstrual blood. Karyotypic analysis (G-banding and SKY) revealed that no genomic abnormalities except were found in the mesenchymal cells employed in this study. These abnormalities included translocations, a deletion, other rearrangements, and polyploidy. Our study raised some different points concerning chromosomal abnormality after long-term culture except for clonally inherited minor abnormalities. In addition, no telomerase activity was detected by the TRAP assay in the mesenchymal cells at all of the PDs tested, unlike in the case of multipotent adult progenitor cells (Verfaillie, et al.). Likewise, the telomere length of the mesenchymal cells decreased with the number of PDs.

We also monitored for in vivo malignant transformation of the mesenchymal cells for 3 months after inoculation and then sacrificed by cervical location. The cells did not undergo malignant transformation. They stopped dividing after reaching confluence, and they did not form any foci after confluence in vitro. Nor did the cells grafted into the subcutaneous and muscle tissue of nude mice or immunodeficient NOD/SCID/IL-2 receptor gamma-/- mice produce tumors, at least during the monitoring period (more than 100 days). Immunohistochemical analysis using an antibody against human specific vimentin revealed that injected mesenchymal cells survived but did not proliferate at the injection sites.

In the light that biosafety of mesenchymal stem cells as a source of cell-based therapy is very important, we, off course, should keep in mind that even a unlikely possiblity of human cell transformation during ex vivo expansion cannot be neglected and the human cell transformation may depend on culture condition employed in each laboratory or cell processing center. However, it should not escaped from our idea, i.e. almost zero expectation of spontaneous transformation of human adult stem cells after long-term ex vivo cultivation, obtained from our own results using cells derived from bone marrow, umbilical cord, planceta, endometrium, and menstrual blood.

We would not say the zero risk of spontaneous transformation during cultivation of mesenchymal stem cells and even one litterature (ref. 1) often win the title in this type of discussion to the controversy. However, we here emphasize that possiblity of spontaneous transformation in cultured human mesenchymal stem cell without treatment of storng mutagen or transfection of oncogenes is extremely low or considered to be nearly zero from the scientific viewpoint and tons of literature.

太陽の塔

o Novel markers for mesenchymal stem cell identification to enhance isolation and purification and to facilitate ex vivo stem cell expansion systems.

学会で間葉系幹細胞マーカの話を聞いた。

CD106 (VCAM1)がヒトでいいという再生研の話。このマーカを有する細胞は増殖がいいとのこと。

別のグループがヒトでCD133、CD271(NGFR, trk, p75, low-affinity nerve growth factor receptor)がいいとのこと。

その同じグループがマウスでは、CD140a (PDGFRalpha), Sca-1がいいといういう話。

間葉系幹細胞マーカの話は、他の幹細胞に比べ、明らかに遅れている。その理由は、in vitro, in vivoのアッセイが標準化（均てん化）されていないためである。それは兎も角、しっかりとした研究グループからこのような発表があることは極めて好ましい。是非、確認してみたい。

太陽の塔

いつもと違いますけど、絵を描きました。タイトルは、「太陽の塔」です。

Research question

Research areas of interest:

o Basic mesenchymal stem cell biology.

o Studies defining the lineage relationship between mesenchymal stem cells
and other stem cells.

o Novel markers for mesenchymal stem cell identification to enhance isolation
and purification and to facilitate ex vivo stem cell expansion systems.

o Refinement of cellular culture systems and elucidation of the molecular
events that permit ex vivo expansion of mesenchymal stem cells.

o Identification and characterization of functional, molecular regulators of
mesenchymal stem cell self-renewal and commitment.

o In vivo and in vitro assay systems for human mesenchymal stem cells.

o Role of growth factors, cytokines, receptors, transmembrane signaling,
marrow microenvironment, and adhesive proteins in mesenchymal stem cell
interactions and hematopoiesis.

o Identification and characterization of mechanisms by which mesenchymal stem
cells increase stem cell engraftment.

o Histocompatibility and allo-interactions, mechanism of induction of
transplant tolerance, minimizing the graft vs. host effect and graft
rejection for organ and cellular transplants of heart, lung, or blood
tissues.

o Studies on the biology of mesenchymal stem cells in aging including changes
in potential, population dynamics, mobilization, and interaction with the
aging environment.

o Basic research studies to develop future mesenchymal stem cell therapies to
correct genetic diseases or for repair or regeneration of tissue or organ
damage.

o Basic research studies to develop future gene therapy approaches using
mesenchymal stem cells as targets for gene insertion and long-term expression
of normal genes using viral and non-viral approaches to gene transduction.

太陽の塔

仲間の研究者がC57/Blの顔の目のところに黒いバーをつけていました。C57/Blは、近交系マウスですから、顔つきは皆同じですし、その上、マウスですから黒いバーは不必要です。こんな説明をするのも、何ですが。。。　その彼が表現したかったのは、倫理に対する痛烈な皮肉です。

一方、この写真は黒いバーをつけても誰だか分かってしまうという場合でも、黒いバーをつけることで手続きとして適正な処理をするということを意味しています。研究では、このような場合は遭遇しません。

太陽の塔

コピー・ペーストして、参考にさせていただきます。

４．具体的体制案
３．で整理したとおり、自己細胞を利用した再生医療は医療行為そのものであり、医師の責任の下に、医療機関毎の適正な判断、管理により実施されるべき性格のものであるとの考えに立ち、今後の再生医療の果たすべき役割、社会的期待の大きさ、患者の安全確保の重要性を鑑みれば、一部の不適切な対応が国民の信頼を損ねることの無いよう、個別の医療機関に責任を委ねるのではなく、全体としての適切な管理が必要である。
医師法の適用範囲内（自由診療や医師の行う臨床研究等）については、現在、ほとんどルールが存在していない。このため、自己細胞を利用した再生医療の分野については、学会が自主的な対応により、医師の技術的能力や医療機関における実施のあり方、さらには国民に対する情報提供等、医療の質を高め、維持していく体制を整備する。

自己細胞を利用した再生医療技術計画においては、計画の承諾を施設IRBから得る必要があるが、多くの自己細胞利用再生医療は始まったばかりであり、IRBでの判断が困難な場合が予想される。また、採取された細胞を増殖・加工するという細胞培養行為は、工学的プロセスのうえに成り立つことが多く、これらのプロセスに医師自らが関与するより、培養技術の教育を受け経験を踏んだ専門の従事者に委ねたほうが安全かつ効率よくできうる。しかし、このような細胞の増殖・加工が無秩序におこなわれるのではなく、系統だった安全性を担保できうる体制の下に行う事が必要であり、さらにこれらのプロセスの患者へ説明とともに、十分な理解の下に承諾が得られる環境が必要である。
したがって、以下に述べるごとく、IRBへのアドバイスをおこなう学会やIRBで審査された計画が臨床応用段階にあるかの判断をおこなう委員会（自己細胞再生医療促進委員会）、採取された患者細胞の培養をおこなうヒト細胞加工機関、ならびに学会主導による国内認定機関を設置することを計画する。なお、学会とは日本組織工学会と日本再生医療学会の癒合による再生医学会（仮称）を想定していている。学会は自己細胞を用いた再生医療の安全性を担保しつつこの高度な技術の国民への還元を迅速におこなうため、再生医療を実施する医師ならびに細胞を増殖・加工する従事者への教育、認定、登録活動もおこなう。


?鵯.体制

新たな自己細胞による再生医療の評価認定体制は下記の関係者および機関によって運営される。
　１）自己細胞の再生医療を実施する医師・医療機関（および患者）
　２）ヒト細胞加工機関
　３）学会（関連学会の融合による再生医学会（仮称））
　４）国内認定機関（細胞加工に関する）
　５）委員会（学会および有識者等で構成する自己細胞再生医療促進委員会）

IRB承認によるヒト細胞加工機関での細胞加工とその臨床応用

学会は自己細胞による再生医療のIRB審査に関する要項等を開示する。
自己細胞による再生医療開始は、学会に登録された医師が上記のIRB要項に沿った医療機関ごとのIRB承認を前提とする。
当該医師は再生医療技術の内容および治療プロトコルについて医療機関IRBの承認を受ける。医療機関はIRB議事録、プロトコル内容、実施医師、症例数、ヒト細胞加工機関、インフォームドコンセント文案を委員会に報告書として提出する。
委員会は提出される報告資料に基づいて、その医療行為としての科学的、倫理的妥当性の判断を行なう。医師・医療機関および計画概要を公表し、その技術を必要とする国民に情報を提供する。
医師は患者に対して細胞採取と移植の２段階において医療行為の内容とリスクを十分説明し、患者の同意を書面によって得るものとする。
同時にヒト細胞加工・管理・輸送の安全性確保と質的検証を実現するために、ヒト細胞培養における認定従事者が所属するヒト細胞加工機関が、国内認定機関に対してライセンス申請を行い、ヒト細胞加工機関の施設認定を受ける。
国内認定機関は、従事者の認定確認、ヒト細胞加工機関のSite Visitingによる審査、プロトコルのIRB審査ならびに委員会での承認確認を行ない、ライセンス施設として認定公表する。
医師は、全ての症例を患者名を含めて委員会に登録し実施状況を報告する。

II.各新設機関の役割

１．委員会（自己細胞再生医療促進委員会）
　自己細胞による再生医療の適切な試行と実施、国民に対する情報公開を促進するために学会および有識者等による委員会を設置する。委員会は随時ヒト細胞加工を担う企業等からも意見収集する。委員会は医療機関IRBからの申請報告書に基づき、その妥当性の評価を行ない、国民に対しては情報公開に務める。

２．学会（再生医学会（仮称））
　学会の役割は下記のとおり。
１）上記委員会への協力支援
２）自己細胞利用再生医療のIRB審査に関する要項の開示
３）ヒト細胞加工機関従事者への免許試験実施と免許取得者の公表
４）国内認定機関へのアドバイス、委員派遣
５）啓発教育と人材育成　―　研究者、臨床医師、規制当局、関連企業を含めた学会としての再生医療の啓発活動とレギュラトリーサイエンス教育による人材育成

３．国内認定機関
　中立的な第3者認定機関としてヒト細胞加工機関の評価認定を実施する。
学会からの技術的アドバイス、人的支援（顧問派遣等）を受けるとともに、その認定の質を長期に担保するために国際的機関とも積極的に連携を図る。
その評価認定の役割は以下のとおり。
１） Site Visiting による施設と責任者の審査認定
２）従事者の免許確認
３）治療プロトコルに対するIRBならびに委員会承認の確認
４）定期的な細胞加工機関の監査
５）認定ヒト細胞加工機関の公表

４．ヒト細胞加工機関
　ヒト細胞加工機関の役割は以下のとおり
１）国内認定機関へライセンス申請を行ない機関認定を受ける。
２）免許取得従事者によりヒト細胞加工を実施する。
３）定期的に自己技術点検を行ない、運営の報告をする。（義務）

?鶚.その他の検討の必要な課題
１．保険適用
自己細胞による再生医療技術の普及を促進していくためには、本提案の国内体制が整備されるのみならず、保険制度上の取扱いを明確にする必要がある。保険制度の在り方は、医療技術の普及促進に対して大きな影響を及ぼす。
　自己細胞による再生医療は、免疫抑制剤節減効果や根治による社会復帰の便益などを含めて医療経済上のコスト、社会コスト削減に大きく貢献するものであり、本来はその促進と効果還元策として再生医療費そのものが保険診療の対象と看做されるべきものである。
自己細胞の臨床応用をふまえ、有効性と安全性が予想されうる実施例を経た段階においては、混合診療が認められることの検討が必要である。また国民の評価を得て広く普及が促進される段階においては、保険収載を含めて検討されることも必要である。

２．再生医療実施に関わる保護
　自己細胞による再生医療は、患者個人によりその細胞の性質や治療への適応力にばらつきのある条件下の医療行為であり、従って細胞の採取、加工から再生治療の実施に至る治療プロセス全般を通じて、登録医師ならびに細胞加工機関の貢献と責任はきわめて高い。患者からの十分な信頼と積極的な同意を得て、先進医療の確立を求めて再生治療の試行を担う登録医師には、治験PL保険と同様な保険制度への加入の道を開くことが究めて重要である。また、ヒト細胞加工機関においてもプロトコルに準拠した加工過程でのトラブルに対する損害保険等、再生医療提供する関係者の保護を可能とする制度の充実が必要である。

３．教育啓発活動への国家的支援
　再生医療のような新規治療、先端医療を可能にする製品、治療行為に関する規制、レギュラトリーサイエンスに関して、日本のアカデミア、臨床家や治験施設の担当者への教育機会は従来極めて限られていたと言える。今後学会が主体となり国際的にも連携を図りながらアカデミア、臨床家、規制当局、関連企業を含めたレギュラトリーサイエンスを理解する人材育成教育を推進し適切な再生医療啓発活動を行なうことが必要である。このような学会活動に対して国からの理解と支援を切望する。

起草者
東京女子医大（岡野光夫、大和雅之、江上美芽）
大阪大学医学部（澤　芳樹、齋藤 充弘）
国立循環器病センター（北村惣一郎）
聖マリアンナ医科大学（熊谷憲夫、井上　肇）
広島大学歯学部（栗原英見、河口浩之）
広島大学医学部（越智光夫、安達伸生）
東北大学医学部（西田幸二、久保田 享）
東京大学医学部（高戸 毅）
京都大学医学部（出澤真理）
産業技術総合研究所（大串 始、廣瀬志弘、寺崎晴美）

太陽の塔

Takashima 論文（Cell 129, 1377)を読んでいます。「間葉系幹細胞の発生学的な起源」って、すごい。

絨毛板由来細胞の心筋分化

写真は、Okamoto Kazuma氏の論文で、胎盤由来細胞がみごとに横紋構造を有する心筋になったところを示した免疫細胞化学の結果である。現在、印刷中でウェブ上で読むことが可能である。

胎盤由来細胞の分類学に凝っている。胎盤由来細胞の分類というと誤解を生じるが、ただ単に胎盤に由来する細胞の種類を分類することに凝っている。胎盤は、構造が結構複雑で、羊膜から、絨毛板、繁茂絨毛、脱落膜、子宮筋という順になっている。また、胎児の背中側では、滑膜絨毛（Smooth chorion)がある。この滑膜絨毛は、繁茂絨毛が変性したもので、同一である。これらの細胞の分類を行っている。分化の点では、絨毛板由来細胞が最も心筋分化を示す。理由はいつものように不明である。

心筋分化実験では、マウス骨髄由来細胞や胎児性癌細胞や、ヒト胚性幹細胞では、フィーダー細胞がない状態で心筋分化能を示す。一方、ヒト骨髄間質細胞、胎盤由来細胞では、マウス心筋胎仔細胞が必要となってくる。なんとか、フィーダー細胞なしで、chemically defined mediaで心筋分化誘導を行いたい。

The hard copy---幹細胞研究の一部は再現しない---

　再現しない幹細胞研究があるために、体細胞研究に対する目が厳しくなってきているというNature記事を読みました（Nature, 先週号の485ページ、記事のタイトルはThe hard copy）。まず、指摘されているのが「神経幹細胞が造血細胞に分化転換する」という論文は、再現しないという。分化転換するかもしれないが頻度は極めて低く、医療に使用できるレベルではない。稀にしか分化転換ぜず、それも試験管内における遺伝子レベルでの変化によるという。その次が、先週も書いたVerfaillie博士のMAPC論文。MAPCは増えない。存在そのものも怪しい。ただし、再現したっていう、有名な研究者のラボからも追試論文もあるという。Jaenisch博士の「部分的には再現しない」という遠慮した言い回しが、Verfaillie博士の論文の疑わしさを増加させる。先週の繰り返しになってきたが、私は怪しいと思う。

　この手のことに対する、自分の基本方針は「ほっとく」ことであり、関わらないことである。常識的に怪しい論文や余りに良すぎる研究発表は、疑うことからスタートする。その基準は、常識という何とも抽象的なことになっています。

MAPC

コメントしていただいたNatureの記事を読みました。

２点あります。幹細胞研究で再現できていない論文が多いことにより、この分野が信じられていないこと。Verfaillie博士のMAPCについて、生体に移植したときの多分化能と試験管内での増殖能が再現できないこと。

MAPCに関してです。多分化能は実際に実験が行えないので（MAPCと思われる細胞は増えないので）、分かりません。その一方、試験管内の増殖能に関する他の研究者のコメントは、同感です。全ての条件を論文にあるとおりにしても増えません。学会での発表やその場でうかがったとおりの方法でも増えません。ふたつの論文で図が重なっていたのは、ミスだということらしいが、もうMAPCに関する議論は、重要な点は再現しないで考えるのが実際的である。議論しても仕方がない。どうしてもMAPCにかかわりたければ、実験を開始したり、続ければよい。そうでなければ、関わらないのが得策である。いくつかの研究室から再現できたという論文が出ているが、他に読む論文があるでしょう。調査委員会の正式な発表やこのような調査記事を読めばそれで足りる。一言では、「信じられないけど、非難できるほどのデータも持っていないので、ほっちっち。」　研究費も時間も研究者も、大切で、MAPCにはたずさわる勇気はない。

記事にかかれているが、MAPCが公開されて誰でも使用可能になったならば、私も始めることにしたい。

骨髄間質や間葉系幹細胞の研究をやっている方は、必読の記事です。そういう私もコメントで初めて知ったのですけど。ありがとうございます。

in situにおける、骨格筋マーカー陽性の細胞の割合は？

第7回日仏ワークショップという、骨格筋の専門家達の会で、「月経血由来細胞が骨格筋に」という話をしてきました。発表していると最近は、聴衆者の反応をその空気から感じます。今回は、発表中に汗をかく始末です。質問は、「何でそんなことしたの？」。答えは、「月経血由来細胞や子宮内膜細胞から人工子宮内膜を作成したかったから。」　

「RT-PCRでMyoD他が陽性でも、免疫細胞化学では何パーセントか？」「やってないけど、大事だ。やんなきゃだめだけど、おそらく全部が染まるわけではなく、一部がコロニー状に染色されるのではないだろうか。」

専門家達の発表を聴くと、ヒトに反応する抗体に
COx2
Lamin A/C
があることを知った。

CD56=N-CAM
CD133=Prominin-1

筋ジスの患者様の半分は、心不全でお亡くなりになるとのことです。心筋も問題であるとのことです。人工呼吸器に装着している方は70％。だいたい20から35歳でお亡くなりになる。国立病院では、患者数は2000人。

間葉系幹細胞の胚性幹細胞化。

間葉系細胞に遺伝子を導入して、胚性幹細胞とした研究で、germ line transmissionに成功したという内容が来週に２報発表されるらしい。体性細胞が生殖細胞になることが現実味を帯びてきた。

写真は、2Bでクラスメートだった沼澤尚（沼沢尚）さんが観戦してくれた時に撮影してくれたもので懐かしい。お礼を言ったっけかな。ありがとうございます。今、息子が志木高におります。

培養細胞の癌化

再生医療を念頭においた場合、培養という過程は「癌化」への一歩を進んでいると言える。身も蓋もないような結論を先に言ってしまって申し訳ないが、そのことを念頭においておかないと議論が先に進まないことが多い。癌化への一歩がどの程度であり、それが再生医療の受益者である患者様の利益 (benefit)と不利益（drawbacks）のバランスを考慮に入れた場合に、許容できるかどうかは個々の事象として、再生医療の実施者である医師が判断することになる。もちろん、その際に、患者様に承諾（インフォームド・コンセント）を得ることは不可欠であるが、医師が実際の判断をする際に大きな役割を果たすことには違いない。

今までに、培養した細胞を移植することで、細胞を移植された患者様に腫瘍が発生したという報告はない。これは、樹状細胞移植、皮膚線維芽細胞移植、間葉系細胞移植、骨髄間質細胞移植、軟骨細胞移植、角膜への上皮細胞移植を問わず、癌化の報告はない。移植する細胞を培養することのない骨髄移植および臍帯血移植において、ドナー細胞が白血病化したという報告はあるものの、その頻度が決して高くないことから造血幹細胞移植は、変わらぬ高い評価を受けている。前述した「細胞培養が、癌化への一歩を進むことと」と「現実に施行されている細胞移植にて癌化が報告されていないこと」は矛盾する内容であるが、培養過程によるリスクを正確に捉え、再生医療・細胞移植を進めることが肝要となる。

月経血

月経とは。　
　月経血は、子宮内膜機能層から剥脱した組織・細胞を含む。排卵後、10日から12日すると、月経黄体が退化し、プロゲステロンの血中レベルが低下することにより、子宮内膜は退縮し、3-４mmの厚さとなる。これに続いて、らせん動脈の痙攣が起こる。らせん動脈は子宮内膜の機能層に分布するから、その痙攣は機能層の酸素欠乏を来たし、壊死を招く。血液は荒廃した血管壁から漏れだし、機能層をはがしおとす。これは融解酵素の働きによって自己融解して血液とともに排出され、月経となる。４日前後のあいだに、子宮内膜の機能層は完全に消失する。


組織形態学的側面からみた月経血成分
　分泌期の子宮内膜は、増殖期において厚みが増した内膜上皮の増大がさらに著しくなる。内膜は5-7 mmまで肥厚する。腺は腺細胞の増大、内腔の拡張、著しい蛇行を示し、その粘液性の分泌物は増加する。内膜の基質の細胞も大きくなり、組織液が増して組織全体が水腫の状態となる。組織化学的には多量のグリコーゲンの沈着が、上皮細胞、腺細胞、そして基質の間質細胞（線維細胞）の細胞質に見られる。これらの受精卵の着床に備えた組織は月経によって剥脱し、月経血に含まれると考えられる。繰り返しになるが、月経血には内膜上皮細胞、間質細胞、らせん動脈等の血管構成細胞と血液成分、炎症細胞成分であるリンパ球、顆粒球、形質細胞が含まれると考えられる。


子宮内膜の構造
　内膜は単層円柱上皮でおおわれる。上皮細胞の大部分は、基底側に偏在する核と明るい細胞質をもつ円柱細胞であるが、一部に線毛細胞をまじえる。内膜は粘膜固有層であり、粘膜下層はない。内膜そのものである粘膜固有層は繊細な細網組織からなる。すなわち、太い膠原線維は乏しく、好銀性の細網線維が存在し、星状に突起を伸ばす間質細胞（線維芽細胞）がかなり密に散在する。月経前期になると炎症細胞浸潤が認められる。弾性線維は血管壁に限られる。内膜を上下に貫いて多数の管状腺が上皮から陥入し筋層に達する。この子宮腺は丈の高い明るい上皮細胞からなり、その核は強く基底側による。その分泌物は粘液性である。血管とリンパ管がかなり豊富にある。動脈には２系統が区別される。機能層（子宮内膜の表層部）に分布する動脈は、内膜中で特異ならせん状の走行をとるので、らせん動脈と呼ばれる。この動脈は性ホルモンの欠乏に際して強く痙攣を起こし、機能層の血行障害を来してその剥離すなわち月経を招来する。これに対して内膜の最深層の基底層と呼ばれる層にはらせん構造を示さない別系の動脈が分布するので、月経の際、剥離しない。

子宮内膜の由来は？
　形態学的な側面と同時に、発生学的な側面から子宮内膜を考えることは大切である。なぜなら、発生学的な側面を考えることにより、子宮内膜に由来する細胞がどのような性質を有しているものかを類推することが可能である。結論から言えば、子宮内膜は臓側間葉組織に由来する。
　
　女性の胚子は２組の生殖管を持っている。中腎傍管（ミューラー管）は女性の生殖器系の発生に重要な役割を果たす。発生第５週および第６週の間は、２組の生殖管は存在するが未分化な段階である。ミューラー管は性腺および中腎管の外側に発生し、女性生殖器系の発生に基本的役割をはたす。ミューラー管は中腎の外側面で、両側の中皮が縦走の陥入をすることにより形成される。これらの陥入部の縁は互いに近づき、癒合して、ミューラー管を形成する。ミューラー管の漏斗状の頭方端は、腹膜腔に開口している。ミューラー管は、中腎管と平行に、胚子の招来の骨盤領域に達するまで、尾胞に向かって走る。そこで、ミューラー管は中腎管の腹側を横切って、正中面で互いに接近して癒合し、Y字形の子宮腟原基を形成する。

　卵巣をもつ胚子では、テストステロンがないため、中腎管は退行変性し、ミューラー管抑制物質がないため、ミューラー管が発育する。女性生殖器の発生は卵巣およびホルモンの存在に依存しない。ミューラー管は女性生殖管の大部分を形成する。ミューラー管の頭方の癒合部は子宮膣原基を形成し、ここから子宮および膣を生じる。繰り返すが、子宮内膜は隣接する臓側間葉組織に由来する。

癌肉腫／悪性ミューラー管混合腫瘍／中胚葉性混合腫瘍
　月経血に含まれる細胞が多分化能を有している傍証として、子宮体部に由来する特徴的な腫瘍である癌肉腫／悪性ミューラー管混合腫瘍／中胚葉性混合腫瘍がある。これらはいずれもひとつの腫瘍につけられた名称である。子宮体部はミューラー管に起源をもつので、多彩な組織所見を多分化能と結びつけた解釈により、ミューラー管混合腫瘍とも呼ばれる。これらの腫瘍には、扁平上皮成分、肉腫成分が含まれ、横紋筋、骨、軟骨といった種々の細胞が認められる。この腫瘍の存在も、月経血由来細胞が中胚葉幹細胞としての振る舞いをすることを示唆している様な気がしている。

月経血と骨格筋の融合

月経血と骨格筋の融合することで、正常ディストロフィンを付与する。筋ジスへの治療に有効と考えております。

軟骨細胞の分裂加齢過程におけるケラチン交替現象

ヒト軟骨細胞を培養していると、ケラチンの種類が変わるんだ。どっちも上皮の中間径線維として知られているものですけれども。

長い突起を伸ばした間葉系細胞は、Tuj1陽性となる。

間葉系細胞が、突起伸張すると神経マーカが陽性となる。逆に、突起を伸張していない細胞は、Tuj1陰性である。このことは、形態とマーカーが相関していることより、間葉系細胞が神経細胞への分化することを強く示唆している。

胎盤に由来する間葉系細胞

胎盤から由来する間葉系細胞は、その部位によって、違いがある。Villous chorionに由来する間葉系細胞は、そんなに増殖しないらしい。


http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?tmpl=NoSidebarfile&db=PubMed&cmd=Retrieve&list_uids=17544394&dopt=Abstract

多少、添付している図と違うけど、英文の方が本当です。あしからず。

不死化ヒト細胞の生きる道

昔、パフィーの歌に、「これが私の生きる道」というのがあった。不死化ヒト細胞の生きる道の一つに、安全性試験と薬剤のスクリーニングがあげられる。

細胞寿命---骨髄間質細胞の場合

細胞寿命は、採取した方の年齢にもよるし、採取した組織にも依存する。細胞種に依存するのは、細胞寿命がストレスにより規定され、そのストレスの感じ方が細胞ごとに違うので、当然な感じがする。

細胞老化

細胞が分裂するごとの分子イベント

血液幹細胞と間質細胞の関係

4通りの血液幹細胞と間質細胞の関係があります。一番、注目されているのは、昔はサイトカインで、今は膜上の分子です。

KUSA-A1 became positive for MAP2

KUSA-A1 cells with a long process became positive for MAP2.

骨芽細胞移植による造血

KUSA-A1骨芽細胞による造血

心筋への細胞移植

五條理志氏による心筋への細胞移植。

Bone to Brain

KUSA-A1 cells differentiate into neuron after exposure to NGF, BDNF, and NT-3.

細胞移植：ドナー細胞とホスト筋との融合

ドナー細胞は、GFPラベル。免疫組織化学で検出。

ヒト幹細胞を認識する抗体

ヒト幹細胞を認識するモノクローナル抗体です。知名度はないけど、すごく良くて使えます。

KUSA-A1細胞がいかに骨か。

KUSA-A1細胞をまだやってるのか。とお叱りを受けることがある。でも、KUSA-A1細胞って、あの有名なMC3T3-E1細胞より、ずっと骨芽細胞なんだよね。

再生医療の対象疾患

　細胞移植を考える上での対象疾患に先天性代謝疾患があります。酵素を産生する細胞を利用することにより、酵素補充ができる。ヒトES細胞は、beta-glucuronidaseを産生します。

ほね太郎

　角田幸夫先生が命名した「ほね太郎」。です。　加藤容子先生がおつくりになりました。骨髄間質細胞の核から、作成したクローン牛です。大好きな写真です。

　Biol Reprod. 70(2):415, 2004.

ゲノムの転写制限が、前駆細胞や成熟細胞をつくりだす

発生が進むと細胞は多分化能を失っていき，ある限られた細胞にしか分化できなくなる．多分化能を有する細胞からある系統にしか分化できない細胞への移行は，細胞の潜在性の消失または遺伝子発現の制限にほかならない．組織特異的な遺伝子の発現は，組織特異的な転写因子による転写活性と組織特異的なゲノムのメチル化による転写抑制があり，どちらの影響がより強いかは遺伝子ごとに異なる．組織幹細胞の分化における制限はゲノムのメチル化にあり、その構造を意識し改変することが再生医療おける細胞転換のきっかけとなる．

培養細胞の変化のしにくさ

　培養している細胞の分化に関するポテンシャルは、変わらない。血液細胞は培養し続けても血液細胞である。分化状態の安定性と変化しやすいという、いささかパラドキシカルな事象が分化という現象の基本であり、転写因子のネットワークであり、ゲノムのメチル化であり、ゲノムのメチル化がその定常状態を産み出す．逆に定常状態が、転写因子のネットワーク、メチル化、ゲノムのメチル化を固定してしまうことも考えられ、その状態を観察すれば分化の定常状態がどのレベルにあるかを指摘できることになる．

形態学的な骨髄間質細胞

　骨髄間質細胞の形態学的な分類って、今の時代になっても大事だよ。もちろん、分化形質で分類するのがスジというのも分かるけど、分化形質ってスッキリいかないから。動脈は赤で、静脈は青で書かれています。実際にこのスキームをお描きになったのは、宮内潤教授だと理解しております。微妙に神経も描かれているのが味噌です。

PAA: Periarterial adventitial cells.
ISR: Intersinusoidal reticular cells.
PSA: Perisinusoidal adventitial cells.

臍帯血由来の間葉系幹細胞

　臍帯血から間葉細胞が単離できるという発表が次々となされている．得られた間葉細胞は胎児由来であり、極めて増殖能力が高い．また、骨髄由来の間葉細胞に比較しても寿命が長いと思われ、分裂回数が多い．臍帯血バンクに使うことができない血液を今後は研究用に使用することが可能になる手続きが進められており、臍帯血は間葉細胞の重要な供給源のひとつとなりえる．間葉系細胞とは骨、軟骨、脂肪、骨格筋、真皮、靭帯、腱といった結合織細胞を総称しており、発生学的に中軸中胚葉由来の細胞である。また、この中軸中胚葉の他に、心筋、平滑筋、血管内皮といった発生学的に臓側中胚葉由来の細胞がある．

　臍帯自体は、胎児と胎盤をつなぐひもであり、表面は羊膜の単層立方上皮で被われている．臍帯は、２本の臍動脈、１本の臍静脈を含む．これらの血管の間を埋めている結合組織は原始的な結合組織であり、膠様組織またはWharton's jellyと呼ばれる．菲薄な突起をのばす細網細胞（ここでは間質細胞または間葉系細胞と同義）が粗い網目をなし、細胞間質には膠原線維が不規則に走り、基質はグルコサミノグリカン（酸性ムコ多糖類）に富む粘液様の物質でできている．

　このような臍帯だけに存在するのではなく、これに似た組織は胎児の結合組織にも見られる．胎齢６ヶ月までの真皮は寒天のようであり、このような真皮は膠様組織の状態にある．臍帯血の間葉系細胞の章で臍帯の構造を議論するのも、臍帯血の検体に含まれる間葉細胞が臍帯血をとるときに臍帯中にふくまれるWharton jellyに存在する間葉細胞が採取されてしまっている可能性は否定できず、本当に血液中に含まれているのかどうかは疑問が残っているためである．Wharton jelly由来であるという議論は残るがほとんどの論文では臍帯血からある割合で間葉系細胞が採取されるというのが現在のところの結論である．

　この臍帯血の議論は、末梢血でも言えるかもしれない。

中軸中胚葉と臓側中胚葉に由来する間葉系細胞

　間葉系細胞とは骨、軟骨、脂肪、骨格筋、真皮、靭帯、腱といった結合織細胞を総称しており、発生学的に中軸中胚葉由来の細胞である。また、この中軸中胚葉の他に、心筋、平滑筋、血管内皮といった発生学的に臓側中胚葉由来の細胞がある．

間葉系幹細胞

さまざまな組織に由来する幹細胞が議論されており、「培養した幹細胞は、造血幹細胞のような培養しない幹細胞にかかわるアッセイ系は同じ意味がもてるか？」、「間葉系“幹”細胞といっているけど、培養する過程で“幹細胞性”を獲得するのはないだろうか？」、「生体内では、間葉系幹細胞は本当に幹細胞と言えるのかどうか？」がその論点である．間葉系幹細胞の多分化能性はFibroblast colony-forming unitというコロニーに由来する細胞を利用するために、試験管内でのアッセイとなる。または、ひとつの細胞に由来するコロニーで多分化能を検討する方法と同時に、ひとつの細胞を蛍光蛋白質でラベルして多分化能を検討する方法がある．幹細胞の定義は「自己複製と多分化能性を有する細胞」であることから培養し増殖した時点で細胞は自己複製能を有している訳であり、多分化能を獲得すれば間葉系に由来する幹細胞ということになってしまう．多分化能性は、試験管内で誘導剤を用いるので極端な場合かなりの細胞が幹細胞と判断され、分化能を有していない単なる間葉系細胞は線維芽細胞と呼ばれることになる．造血幹細胞は培養し増殖させることはむずかしいもののCD34, CD133といった表面マーカーを利用して単離することが可能であり、幹細胞を同定するアッセイ系も多い．その一方、培養する幹細胞の代表としてあげられるものとして、胚性幹細胞と間葉系幹細胞があげられる．骨髄に由来するヒト間葉系幹細胞の分離は、「骨髄細胞に対して、CD29, 44, 73, 105, 166を陽性抗体として、CD14, 34, 45を陰性抗体として使用することによる間葉系幹細胞分画の認識」がある．この場合は、間葉細胞を一度も培養することなく、骨髄穿刺によって得られた骨髄細胞から直接、間葉細胞を分離する．臍帯血に由来する間葉系細胞は数が極端に少ないことから、ソートすることは意味がないと考えられる．検体全てを培養しても１個ないしそれ以下である．

造血系幹細胞、胚性幹細胞、間葉系幹細胞とでは科学的な意味で定義、アッセイ系を含めて同じ幹細胞とは言えない．医療に用いられる骨髄間質細胞は、培養皿に付着し、増殖するものを指すことが多いけれども、多分化能を有する間質細胞に共通する指標を明確にすることは臨床的に極めて重要な意義を持つ．さらに、これらの指標は発生生物学的に妥当であり、神経幹細胞、上皮細胞、血液細胞といった他の系統の細胞との差別化が可能であることが必要とされると同時に最前線の医療現場で検証可能な現実的なものでなくてはならない．これは造血幹細胞と間葉系幹細胞の違いだけにいえることではなく、神経幹細胞、胚性幹細胞、Trophoblastic stem cells, 腸管上皮幹細胞、肝幹細胞、毛根幹細胞、生殖幹細胞（EG cells)といった他の幹細胞にも関わる問題である．これらの間で使用されている「幹細胞」という単語の定義が異なることが科学者間で感じられていた．一番、研究が進んで明確な研究がなされているのは造血幹細胞であることは間違いない．培養できる幹細胞と培養しない幹細胞との間には、アッセイ系を含めて言葉に混乱しており、明らかに一部に間違いがある．しかし、もう少し事態が明らかになるまでの間、言葉の混乱も概念の混乱もある程度は避けられない．NIH/NIAの洪実氏にこのことを京都の学会が終わった後に尋ねたところ、「間違っていたんでしょ．」と二度ほど返事を貰った．

形態学的な名称である骨髄間質細胞は、骨髄芽細胞、軟骨芽細胞、脂肪細胞といった分化形質に従って呼ぶべきであるか？　骨髄間質細胞が示す分化形質として、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、神経細胞があげられる．間葉細胞とか間質細胞といった抽象的な名称であるので、その分化形質で細胞を呼ぶのが正しいという指摘があり、もっともな考えである．細胞を形態学で分類するよりも、生物学的特性で分類することは正しい．問題は、骨芽細胞は一般に脂肪細胞への分化能を有しており、ニューロンへの分化能も有していることがあり、試験管内においては細胞の初期値で名称をつけることがむずかしいことである．骨芽細胞及び筋細胞になる間葉細胞は多分化能を有していることが多いけれども、臨床的に筋骨格筋系への分化能を有する細胞の指標を明確にすることは極めて重要な意義を持つことになる．

骨髄間質細胞を、テロメア長で規定されるReplicative senescence(M2)まで培養可能とする具体的な方法は何か？　骨髄間質細胞の増殖培地には通常、血清が含まれており、その血清成分のうち成長因子含有量、セロトニン（インドールアミンに属する生理的活性アミンの一種）含量が影響するらしい．また、bFGF, PDGFといった増殖因子による無血清化が可能かどうかは、科学的な面のみならず臨床的にも重要な意味がある．臍帯血由来間葉系細胞を不死化させるのにhTERTを導入するだけで十分であることは、骨髄由来の間葉系細胞とは異なる．骨髄由来の間葉系細胞は、通常の培地ではpremature senescenceに陥るため、p16/RB経路を阻害する必要がある．そのため、p16の転写を防ぐBmi-1を導入したり、RB蛋白と結合するE7を導入することでpremature senescenceをバイパスする必要がある．

私は医療の現場で治療にかかわった経験がない．細胞治療／再生医療がすすんだ場合、出る幕がなくなると考えており、再生医療の研究会に出席するとそんな気分になることも多い．初めに記載したとおり平成17年は再生元年という勢いであり医療としての面が進み、たいへんに嬉しい．その一方、骨髄間質屋としての自負を持ち、間質を規定する分子同定、培養する過程における間質性及び幹細胞性を保持するメカニズム解明、間葉系組織における骨髄間質の分子レベルでの特徴を明らかにすることは極めて重要な課題である．

細胞の性格を調べる方法。

　培養細胞の性格を知る方法は、２種類。免疫不全マウスへの移植とGene chip解析です。移植することで、骨、軟骨、骨格筋ができるのが分かる。Gene chip解析をしたのちに、Hierarchical clustering analysisやPrincipal component analysisをすることで、だいたいどんな細胞か予想がつく。強膜が軟骨だなんて結論は、Gene chip解析で得た。OP9細胞が軟骨だなんて結論もGene chip解析で得た。昔の話だけど、KUSA-A1細胞が骨芽細胞だっていうのは、移植実験で得た。

　心臓への分化は、培養しているときに、拍動するかどうか。神経への分化は突起をのばすかどうか。脂肪細胞への分化は、細胞質に小脂肪滴が蓄積するかどうか。どれも試験管内での形態をみている。

　だから、結論は、間葉系細胞の分化は、試験管内で分化させるか、移植するかでわかるわけ。それを前もって予想するのは、Global gene expression profileをみる。

Wikipediaに、骨髄間質細胞と間葉系幹細胞についての項目を書こうと思っています

骨髄間質細胞をご存じですか．骨髄間質細胞も間葉系幹細胞も英語にして略語ではMSC となる。この項目をWikipediaに掲載しようと思っています。少しずつ、書きためていってから、掲載しようと思っています。英語でみると既に項目として登録されているので、その訳でもいいんでしょうけど、自分でいろいろなところの文章を掲載しようと思っています。

　1970年代の後半，造血臓器である骨髄において造血機能が円滑に行われるためには，造血環境を支持する造血微小環境の存在が必須であることが明らかにされ，初めて骨髄間質が間を埋める細胞としてだけでなく機能的にも役に立っていることが示唆された．その後，この造血微小環境は試験管内の研究を中心として発展し，間質細胞のいくつもの不死化した細胞が得られた．それらは当初より，脂肪細胞への分化といった分化能は知られていたが，主に血液幹細胞と免疫細胞の支持能を有しているなどの造血への貢献で分類がなされ，より未分化血球細胞を維持する能力を有している間質細胞がもてはやされ，科学への貢献も多大なるものがあった．

　こんな中で，分化の研究は成体より単離した細胞の分化から，胎児性幹（ES）細胞や胎児性癌（EC）細胞といった未分化多能性幹細胞に関わる分化が注目を浴びた．これら未分化細胞は，生体内であらゆる細胞へ分化すると知られた．試験管内でもこの多分化能が次々と再現され，再生医療の供給源となる．一方，1990年頃に骨髄間質にも信じられない事実がみられた．造血微小環境の維持という高度の機能を有している骨髄間質細胞に，未分化細胞に特有な多分化能が存在するという事実がみられた．詳細には，成人から採取した骨髄間質細胞は間葉系由来であり，骨，軟骨，心筋，骨格筋，脂肪に分化し，心筋細胞に分化した際には拍動を始めるようになる．さらには胚葉を越えて，神経幹細胞のようにニューロンにまで分化することが明らかになってきた．

　こうした研究成果は，必然的に骨髄間質細胞の再生医療への応用という，極めて実際的な医療行為につなげる動きがみられた．特にヒトへの応用という観点からすると，１．骨髄細胞は，日常行われる骨髄穿刺液より容易に分離，培養することができるため，その利用が簡単であり，２．自己細胞を用いることができるため，拒否反応を避けることができ，また倫理的な問題が生じる余地も限られる．また，３．上述のごとく，間質細胞の多分化能を利用すれば，心筋，骨，軟骨組織への広範な組織への利用への可能性がひろがる．最後に一言付け加えれば，間葉系細胞であるがゆえに試験管内で増殖が盛んであり，大量の細胞を得ることが可能であり，遺伝子操作もしやすい．

　多分化能を有する間質細胞を機能性細胞に転換するには，発生学の知識を利用している．さらに現実的なことを言えば，発生学の知識にしたがって，機能性細胞を作成するしか方法が思い付かない．分化した細胞（核）の初期化における実際の誘導方法を明らかにすることは，細胞移植を考えるうえで現実的な課題であり，発生学の知識からスタートする．このような現実に則した面が，細胞移植・再生の研究が錬金術的と指摘される所以であると考える．指摘は指摘として，細胞の全能性を明らかにするには，ゲノムまたは核の「全能性」の分子機構を明らかにする必要があることは，間違いない．一方，このような分子機構を明らかにすることと同時に，細胞を別の細胞へと分化させる細胞転換を考えるうえでは，低分子化合物によるリセットで，細胞の「初期値」をクリアすることが最も効率が良いと感じていた．さらに言えば，「初期値」の情報をリセットするには，誘導剤，コーティング，培養方法だけでは不十分であると思っていた．その考えはどうも誤りであったようだ．

直ぐ下の記事にコメントありがと。

　脂肪細胞に分化した後でも、SDF-1を発現するかどうかは、調べていません。骨髄間質細胞が発現している、大部分のサイトカインは脂肪分化の過程で発現が減少します。古い論文で恐縮だけど、Mol Cell Biol. 1991, 11(2):920-7.に分化過程の発現変化を報告しました。脂肪分化過程で上昇するのは、脂肪合成酵素だけだと当時は思っていました。SDF-1は逆に上昇するかもしれないよね。

　あと、脂肪と言っても、骨髄内の脂肪とお腹の脂肪では状況が違うとおもしろいね。

サイトカイン・ホルモン産生臓器としての間葉系細胞

　間葉系細胞のひとつである脂肪細胞または脂肪組織は、最大の内分泌組織として知られている．レプチン（Leptin）、腫瘍壊死因子（TNF-alpha)、アディポネクチン（Adiponectin), レジスチン（Resistin）、Adipsin, Angiotensinogen, ステロイドホルモン、PAI-1といったホルモンを産生する．分化過程でそれらのホルモンの産生量が変化することも知られており、メタボリック症候群との連関が指摘されている．骨髄由来の脂肪細胞との異同が興味深い．

　CXCL12 (SDF-1/PBSF)は、造血、器官形成などの発生現象への寄与が明らかとなったサイトカイン（ケモカイン）であり、その受容体であるCXCR4はHIV-1の宿主細胞における受容体としても働き、エイズ発症に必須の分子として知られている．CXCR12は骨髄由来の間葉系細胞から産生されており、造血系・免疫系・血管系の発生・再生に重要な役割を果たす．

Epithelial-mesenchymal transition

　上皮細胞と間葉系細胞との間に転換が生理的病的に生じやすいと思われる臓器を考えると子宮内膜と腎臓が思いつく．腎組織は中胚葉から生じる上皮細胞ということであるけれども、子宮内膜腺も同様ではないか．子宮内膜は、内膜腺上皮とその間葉系細胞からなり、上皮と間葉に共通する幹細胞が存在する可能性があげられている．腎臓の間質細胞と知られてる細胞は、脂質の小滴に富む星形の細胞がみられる．こららの細胞から、降圧作用を有するプロスタグランディンE2およびリン脂質である血小板活性因子が産生されると考えられている．この間葉系細胞も腎尿細管上皮から生じる可能性がある．このような発生学・再生医学・病理学に関与する現象から間葉系の性状と機能に関わる分子基盤を明確にし、間葉系細胞の維持に関わる遺伝子ネットワークを知りたい．

ヒトES細胞から間葉系幹細胞に関する論文の一部を写しました。

　ヒトES細胞をOP9細胞の上で40日間、共培養し、間葉系幹細胞のひとつのマーカーであるCD73 (SH-4)でソートした．CD73陽性細胞を指標に単離した細胞をフィーダー細胞なしで続けて1、2週間培養することで、扁平で紡錘形細胞を得ることが可能となる．これらの細胞は成体の間葉系幹細胞のマーカーであるCD105(Endogrin, SH2), STRO-1, CD106(VCAM), CD29 (integrin beta1), CD44, CD54 (ICAM-1), ALCAM (CD166), vimentin, alpha-smooth muscle actinが陽性となり、造血系マーカーであるCD34, CD45, CD14は陰性である．Affymetrix社のDNA chip解析により、遺伝子発現が胚性幹細胞から間葉系幹細胞に移行する際に誘導される．胚性幹細胞から誘導された間葉系幹細胞ないし中胚葉系幹細胞は、骨、軟骨、脂肪に分化可能である．骨に特徴的なAlkaline phosphataseとBone sialoprotein、脂肪に特徴的なPPARγ、軟骨に特徴的なCollagen type II、Aggrecanの発現が上昇する．

細胞移植の供給源としての間葉系幹細胞

　分化能を利用した戦略では、間葉系幹細胞移植による血管新生・心筋再生を介した心不全の軽減があげられる．心不全の実験動物モデルに対し、骨髄由来の間葉系幹細胞を移植した場合に心機能の改善がみられた．その機序として間葉系幹細胞が心筋や血管の細胞に分化することにのみならず、VEGF, HGF, adrenomedullin, IGF-1といったサイトカイン効果があげられる．ヒト拡張性あるいは虚血性心筋症に対するカテーテルを介した間葉系幹細胞移植の臨床研究でも良好な結果が得られたと報告されている．
　
　歯科領域においても、歯槽骨の再生に骨髄由来の間葉系細胞が用いられ、効果があることが知られる．一方、間葉系細胞のみではセメント質、歯根膜の再生には至っていない．歯や歯周組織の発生には、口腔粘膜上皮に由来するエナメル上皮と周囲に凝集した神経堤由来の外胚葉性間葉系細胞が相互に様々な細胞増殖因子を分泌して増殖や分化を繰り返しながら進行し、歯冠、歯根、歯周組織が形成されていく．歯の発生には、上皮細胞と間葉系細胞との間でシグナル分子のやりとりをする上皮間葉系相互作用が必要となる．

　もっとも、症例数が多い間葉系細胞を用いた細胞治療は、自家軟骨細胞移植である．関節軟骨の部分損傷に対し、軟骨細胞を損傷部に移植して修復する方法が報告されている．荷重がかからない部分の関節軟骨を採取し、軟骨細胞を培養して増殖させた後、骨膜で被覆した欠損部に移植する．既に数千例が行われており、産業界もこの分野に参入している．しかし、軟骨細胞の増殖能が限られていること、軟骨形成が完全でない場合があることより、問題点も指摘されている．

間葉系幹細胞の特定

　20年も前（1985年）に自身が病理学の分野に参加したときに、食堂と呼ばれる部屋で現千葉大学教授の張ヶ谷健一先生に「上皮って何ですか？間葉って何ですか？」という単純というか無知というか質問をし、質問された側だけでなく質問した側まで困惑してしまった記憶がある．質問はともかく、間葉系細胞の役割には、ふたつある．ひとつは、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、神経細胞に分化する間葉系幹細胞としてであり、もうひとつは他の幹細胞を支持する細胞としてである．その役割を考えると同時に「間葉系細胞とは何か」という問いに対して分子レベルでの定義をすることは、極めて重要であると考える．

　間葉は支持する組織という意義付けができ、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、神経細胞に分化する潜在能を有している．間葉系細胞は、E-cadherin陽性細胞（上皮細胞、胚盤胞内部細胞塊、胚性外胚葉・エピブラスト）に対し、BMP (bone morphogenetic protein)やFGF(fibroblast growth factor)、Wnt, TGF-betaが作用することにより、Smad, TCFといった転写因子を介してSnail（Znフィンガー型転写因子）が活性化されることにより形成される．このSnailがE-cadherin遺伝子プロモーターに存在するE-boxに結合することでE-cadherin遺伝子発現が抑制される．同時に、ビメンチン、ファイブロネクチンといった間葉に特徴的な遺伝子の発現が上昇する．最終的には、間葉系細胞を規定する分子機序が明確にし、間葉系細胞の分化過程を分子レベルで明らかにすることが必要である．

一昨年の話

　一昨年の夏のフィナーレを飾るような暑さが続く8月27日の新聞・テレビに、骨髄細胞を重症の心臓病に移植することで成果をあげた許俊英教授と五條理志講師の発表が伝えられた．重症の心臓病に対して骨髄細胞を注入する再生医療は、当時（2005年9月25日）で６例目であるけれども、補助人工心臓を外せるような状態まで回復した例は少ないとされる．実際には患者さんの腸骨から骨髄細胞を採取し、有核細胞を遠心分離し、カテーテルを使用して壊死した心筋細胞の冠動脈に移植した．細胞移植が、予想されるような副作用がなく、心臓における血管新生に作用したのであれば、それは極めて好ましいことである一方、十分に今回の「再生医療」の意義を検証する必要がある．話には聞いていたものの、日本経済新聞に掲載されたように男性患者さんが花束を看護師さんから受け取って退院するカラーの写真をみることは、前臨床研究を一緒に進めてきた者のひとりとして嬉しい．

AP通信 黒っぽいMAPC

　やっとMAPCも、あやしいということになったか。ずいぶんと長かった。知り合いの実験は、どうしてくれるんだ。

万能細胞の論文に「重大不備」　０２年ネイチャー誌掲載

2007年02月25日
　ネズミの骨髄の幹細胞から、多くの臓器になりえる「万能細胞」を作り出した、とする０２年６月の米ミネソタ大の研究者の論文について、「重大な不備」があるとの結論を同大がまとめた。ＡＰ通信が２３日、報じた。

　論文は、キャサリン・バーファイリー博士らが執筆し、英科学誌ネイチャーに掲載された。ネズミから取り出した幹細胞が、脳、心臓、肺、肝臓などの細胞に育つ能力があることが確認できたとしていた。

　しかし、同大の専門家委員会は、育った細胞を確認する過程に問題があり、そのデータに基づく論文の解釈は正しくない可能性があるとした。ただし、捏造（ねつぞう）ではなくミスだとしている。

　骨髄の幹細胞は、一部の細胞に変化し育つ能力が知られていたものの、万能細胞のように働くとはわかっておらず、同博士らの論文は、再生医療につながる成果として、当時注目されていた。

　しかし「同じ結果が再現されない」などの疑問が他の研究者から出ていた。英科学誌ニューサイエンティストが、同博士が別の論文に使った別の細胞の研究データと同じものが論文中にあると指摘。今回の問題が発覚した。

お稲荷さん

家の中のお稲荷さん

家

家

家の庭

家

朝ご飯

知り合いが家に泊まったので、一緒に朝ご飯。

ワープロの話

　20年前の話である。大学の研究室で自らのキヤノン製ワードプロセッサーには、医学変換辞書がなかった。医学変換辞書がなければ、医学用語をひとつずつ登録するしかない。登録しないと使いにくくてしかたがない。病理解剖に関する、自分がよく利用する用語を登録する作業は手間のかかることではあるものの蓄積することによる快感もある。当時のワードプロセッサーには、医学領域でよく使用する漢字すら登録されていなかった。「脾」、「鬱」は自分で作った記憶がある。漢字を0と1のコードに変えて、ひとつの文字で30分くらいはかかった。教授も同じワードプロセッサーを利用していたので、自作した医学変換辞書と漢字をいくばくかの金銭と引き換えにしようと思っていたら、教授も自ら医学変換辞書を作成していた。そんな時代である。キャノン製ワードプロセッサーが40万円したころの話である。

　そうしているうちに、そのワードプロセッサー用の医学変換辞書がキャノンから発売になった。6万円くらいであった。カセット式のソフトであり、教授のソフトを黙って自分のワードプロセッサーにインストールすることはできなかった。正直申し上げて、大学院生であった私には、極めて高価なソフトであったけれども、すぐに購入した。医学変換辞書を自作している者にとっては、これ以上のものはなく、作成した会社にたいへん感謝したことを覚えている。ワードプロセッサーは中古がでるまで待ったのに、医学変換辞書のソフトは待てなかった。医学変換辞書ソフトを利用する前と利用した後では、全く異なる状況となった。先輩と私は、日本語で学位論文を提出したので、そのときはたいへんにありがたかった。教授が訂正する一字一句に書き直さなくてすむことに感謝した。ワードプロセッサーのお陰とも言えるが医学変換辞書ソフトのお陰とも言える。医学変換辞書ソフトがなかったらと思うと、ぞっとする。指導教授からの言葉が忘れられない。「XXくん、昔は教授から直しが入ると毎回書き直してたんだからね。君らは楽だよ。」こちらの感想は、「そんなことを言うなら毎回直すなよ。」今から思えばよく読んでいただき、直してもらったなと思う。自分は大学院生に言うのは「いいんじゃないの。字の間違えをコンピュータでチェックしておいてね。」

幹細胞と受精の研究と再生医療をがんばる

　研究室は昔は４階にあり、夕日に当たる新宿副都心、夜の東京タワーを眺めることができ、それらを見ることができなくなったのは残念である．一方、新しい研究室は7階となり、富士山を大きく眺めることができ、異常気象でも研究室内の室温が37度を越えることがなくなることは嬉しい．性格の優しい留学生が「暑い」と研究室内で少しでも涼しい席を求めて移動するのも、培養器の外に出した細胞に熱ショックがかかる問題も昔の話である．研究所の引っ越しに伴い、再生医療にかかわるセルプロセッシング・ルームも新しい研究所に移動することになる．

　セルプロセッシング・ルームは再生医療を念頭にした細胞培養室であり、東京、京都、神戸、名古屋に設立されている．今の研究所には既にGMP基準に準拠した施設が存在しており、治療プロトコールの倫理申請に向けて細胞培養のシミュレーションが繰り返されている．異動してきた私自身にとってこの施設は誠にありがたいものである．以前所属した大学には存在していなかったからである．医療を前提とした場合はこの施設は必要不可欠であり、逆のことを言えばセルプロセッシング・センターなしでは、細胞培養を伴う再生医療を目指したとしても研究レベルにとどまることになる．再生医療は発生学・材料工学・細胞生物学の発展に伴って進展し、細胞を薬と見なして行う新たな試みであり、増殖因子・分化誘導因子、マトリックス、生分解性ポリマーならびに幹細胞を上手に統合することで組織を再生する．用いる細胞は，さまざまなレベルの幹細胞が考えられ，大きく胚性幹細胞と成体幹細胞に分類される．胚性幹細胞は胚盤胞の内部細胞塊より樹立する細胞株であり，驚くべきことに全身の組織や細胞に分化する能力を維持しており，全能性を有している．一方、成体幹細胞は，各臓器，組織に存在する幹細胞であり，限られた範囲の中で多分化能を示し，部分全能性を有している．組織内には、その組織における特定の働きを担う、すでに分化を終えた細胞が多数存在しており、中にはそうした特定の働きを持つ細胞へと分化する前の未分化細胞､すなわち幹細胞が混じって存在している｡成体幹細胞は､自らと同じ細胞を複製し､製造する能力を持つとともに､分化によって、それが存在していた組織内のあらゆる個別細胞を作り出すことができる｡特定の組織に分化することがわかっているためにすでに多くの治療に生かされている．成体幹細胞は､骨髄や血液､目の角膜や網膜､肝臓､皮膚などで見つかっており､脳や心臓としった従来は幹細胞が存在しないとされた臓器でも発見されている｡また、骨髄の中にある間葉幹細胞と呼ばれる幹細胞は、骨、軟骨、脂肪、骨格筋、心筋、神経に分化する。自らの体からとり出した成体幹細胞の治療への活用は免疫的な拒絶反応の問題を心配する必要がなく現実的である｡

　この現実的なアプローチを疾患に対して早期実現化するためには、ヒト細胞を用いた基盤研究が必要不可欠であり、ヒト細胞を用いるには倫理委員会の承認を受けることが要求される．白浜で開かれた研究会で、朝日新聞の記者が「再生医療は、さまざまな先端医療を進める上での手本となるようなプロセスを経るべきである．」と社会への透明性・公開性の確保を指摘したことを思い出す．倫理委員会の議論は公開されるべきであり、倫理申請書類は丁寧に審査される．医療の過程は公開されるべきであり、論文として詳細が出版される前にも発表が必要である．細胞が薬として扱われるために、ソフトの面でもGMPに準拠した手続きが必要となる．「夢の医療」とよばれた再生医療が、今は現実に書類の山の中にいるところまできたことは嬉しいかぎりである．新しい研究所の横には、庭園内に小川のようなドジョウもいる流れがあり、その両岸にはコクマザサ、セリ、柳、スイセン，ヒガンバナ、クワイ、ミソハギ、ネコジャラシが植えられている．研究室には受精の研究で世界の最先端をいく者もおる．がんばらなくてはいけない．

再生医療とゲノムインプリンティング

　昔（平成18年6月16日号）のサイエンス誌を読んでいたところ、「骨髄細胞から卵子ができなかった」というNature論文に対するコメントを掲載していた．生体内で体細胞から生殖細胞が形成されるというアイデアは魅力的ではあるものの、どうも現実ではないらしい．しかし、不妊の患者にとって体細胞から精子や卵子をつくりだすことができれば福音となる．その一方、配偶子形成過程では、ゲノムインプリンティングが正確に生じなくては発生過程に障害が生じ、奇形につながる可能性を否定できない．

　その約一年前の衝撃的な発表は白血病で骨髄移植を受けた女性の患者さんが少し心配になるようなものであったが、長くなるがまとめてみたい．ハーバード大学・マサチューセッツ総合病院の生殖医療ビンセント・センターにあるTilly博士のグループが、「骨髄細胞や末梢血に由来する細胞か卵子が形成された」という論文を平成17年７月のセル誌に発表した．このことをそのまま解釈すると、白血病になった女性の患者さんは骨髄移植を受けた場合、そのドナーの細胞に由来する卵子ができてしまうことになり、ドナー（他人）の卵子を有し、子供を設けることができた場合はややこしいことになる．実際の論文ではマウスを用いており、ドナー由来の骨髄細胞や末梢血細胞は生殖細胞ならびに卵子のマーカーを発現するようになるものの妊よう性は有していない．

　Tilly博士らは、ドキソルビシンで処理することで原始卵胞を少なくしたところで２ヶ月後には卵胞の数が回復することから、なんらかの体細胞に由来する細胞が卵子をつくるのではないかと予想した．そこで卵子マーカーであるOct4, Mvh, Dazl, Stella, Fragilis, Noboxを骨髄細胞で調べたところ、量的には少ないもののいずれも発現を認め、それらの遺伝子発現は24歳から36歳の成人女性ドナー骨髄でも検出された．驚きの連続で恐縮であるが、Mvhを発現する細胞はlin陰性・Sca-1陰性・c-kit陽性の分画にあり、接着する細胞分画にも存在していた！継続する３回の継代後にもOct4, Mvh, Dazl, Stella, Fragilis, Nobox遺伝子の発現は続き、培養期間は６週間にもなった．また、化学療法で不妊となったマウス卵巣に、骨髄移植により形態学的に卵胞が形成されるようになる．さらに遺伝的な不妊マウス（atm欠損マウス）に対しても骨髄移植は生殖細胞形成に有効である．末梢血細胞移植まで卵子形成を回復させる．Oct4-GFPマウスに由来する骨髄細胞から「分化」したとされる卵子は、免疫組織学的にもMvh, Nobox, GDF-9といった卵子マーカーを検出できたという報告である．

　「体細胞から正常な精子や卵子を試験管内でつくることはできますか？」という質問はいつも自分自身に問いかけているものである．Tilly博士の発表は、体細胞は生体内で卵子になることを意味している．生体内ばかりでなく、試験管内においても精子や卵子を体細胞からつくりだすことができれば、精子や卵子のドナーにかかわる問題も解決する．可能性は二通りあり、自分自身の体細胞を単離してきて核移植し、胚盤胞まで発生させ、内部細胞塊をとり、胚性幹細胞を作製し、精子・卵子をつくる．もう一つの方法は、体細胞を核移植することなく、生殖細胞に分化転換させることである．体細胞からいっぺんに生殖細胞にすることはむずかしいであろうから、体細胞を一度脱分化させ、多能性幹細胞ないしは胚性幹細胞「様」とする．その後の手順は一つ目の方法と同じであり、二つ目の方法も体細胞の細胞質を卵子と同じようにすれば、生殖系列への分化が理論的には可能になる訳である．生殖系列における再生医療には，動物実験で用いることが可能な手法がヒトでは限定されてしまう．生殖細胞の場合は，Oct-3/4, TNAP, Vasaの転写調節領域を用いて単離できるが，ヒトにおける場合は遺伝子を導入することは全く許されない．故に、生殖細胞系列を同定するには、遺伝子の転写調節領域を用いた方法ではなく、表面抗原を同定することが極めて大事なこととなる．

　ゲノムインプリンティングは父親由来のゲノム、あるいは母親由来のゲノムからのみ発現する遺伝子群の発現調節にかかわる機構であり、父親由来と母親由来のゲノムとの間に機能的な差異を与える．このゲノムインプリンティングは生殖細胞系列でリプログラムされ、精子は父親型、卵子は母親型にインプリントされている．受精から始まる個体の一生の期間を通じて、インプリント記憶は体細胞系列で消えることはない．一方、生殖細胞系列ではその個体の性別に応じて、男性であれば精子形成までに女性であれば卵子成熟の間に、新たなインプリントが生じる．体細胞から生殖細胞を形成するという考えは、クローン動物と同様の危惧がある．クローン動物で報告されているような巨大胎盤、胎仔奇形を生じる可能性があり、正確にゲノムインプリンティングが生じるという科学的根拠が提示されて初めて「体細胞→生殖細胞」の再生医療が社会に受け入れられる．

　生殖細胞における再生医療においては，体細胞にはない厳密性が要求される．間葉系幹細胞を初めとする体細胞の場合では，心筋細胞、骨格筋細胞、骨細胞、軟骨細胞に分化する場合、ゲノムのエピジェネティクスは重要ではあるが厳密に制御されていなくとも心筋、骨格筋、骨、軟骨ができてしまえばよい．一方、生殖細胞では上記のように配偶子形成過程で細胞の供給源をとわず、正確なエピジェネティクスが保たれていることが必要となる．

月経血由来の間葉系幹細胞の多分化能

　再生医療に利用できる組織、臓器、細胞供給源として、子宮、胎盤、臍帯、卵巣、卵管があげられる。手術の切除対象となった場合には、それらの組織に由来する細胞は貴重な再生医療の供給源となる。ここでは、月経血に由来する細胞が、再生医療に利用できることを議論したい。月経血に対する先入観があるかもしれないが、科学的事実に基づいた議論が大事であることを強調したい。

　月経血由来細胞の分化には、他の細胞との比較において特徴がある。骨格筋への分化及び心筋細胞への分化が顕著に認められる。培養し、増殖させた月経血由来細胞は間葉系細胞と考えられ、その分化は骨髄由来の間質細胞または間葉系幹細胞のような骨、軟骨、脂肪、骨格筋、心臓、神経といった分化形質を同じと予想した。しかし、月経血に由来する細胞には、骨髄由来細胞と比較し、骨格筋、心筋への分化傾向が強い事実がある。これは、月経血由来細胞の発生学的な要因からなると考え、形態、発生の面を知ることが肝要である。

　月経血由来細胞を利用して、再生医療を考えていることを伝えると２種類の反応が返ってくる。ひとつは、「培養できるの？　細菌や真菌のコンタミは？」という質問である。これは、抗生物質や抗真菌剤を用いれば全く問題ない。現実的には、抗生物質だけで十分である。細菌や真菌のコンタミを経験はない。二つめは、「えっ？月経血？再生医療に使用するのは嫌だな。」という反応である。月経血由来といっても、培養過程で得られる細胞は他の組織由来の細胞となんら変わることはない。見た目は少なくとも同じである。

　利点は２つである。一つめは、月経血採取に痛みを伴わない点である。骨髄穿刺は、自身が受けた経験から言えば麻酔が効いているので強くはないが少なくともある程度の痛みを伴う。二つめは、月経血中に含まれる細胞数が極めて多いことである。後述するような子宮内膜が剥脱する訳であるから、ある程度の組織量が含まれており、塊と思われるところは全部組織であるととも考えられる。細胞数が多いことは、再生医療に用いる細胞が多く得られることを意味する。また、senescence（培養過程における不可逆的な分裂停止または細胞老化）に至るまでの分裂回数は25回を超える。細胞分裂速度も通常のウシ血清と培地（DMEM）で早く、培養自体が容易であることは大きな長所である。

　月経血は、子宮内膜機能層から剥脱した組織・細胞を含む。排卵後、10日から12日すると、月経黄体が退化し、プロゲステロンの血中レベルが低下することにより、子宮内膜は退縮し、3-４mmの厚さとなる。これに続いて、らせん動脈の痙攣が起こる。らせん動脈は子宮内膜の機能層に分布するから、その痙攣は機能層の酸素欠乏を来たし、壊死を招く。血液は荒廃した血管壁から漏れだし、機能層をはがしおとす。これは融解酵素の働きによって自己融解して血液とともに排出され、月経となる。４日前後のあいだに、子宮内膜の機能層は完全に消失する。

　分泌期の子宮内膜は、増殖期において厚みが増した内膜上皮の増大がさらに著しくなる。内膜は5-7 mmまで肥厚する。腺は腺細胞の増大、内腔の拡張、著しい蛇行を示し、その粘液性の分泌物は増加する。内膜の基質の細胞も大きくなり、組織液が増して組織全体が水腫の状態となる。組織化学的には多量のグリコーゲンの沈着が、上皮細胞、腺細胞、そして基質の間質細胞（線維細胞）の細胞質に見られる。これらの受精卵の着床に備えた組織は月経によって剥脱し、月経血に含まれると考えられる。繰り返しになるが、月経血には内膜上皮細胞、間質細胞、らせん動脈等の血管構成細胞と血液成分、炎症細胞成分であるリンパ球、顆粒球、形質細胞が含まれると考えられる。

　内膜は単層円柱上皮でおおわれる。上皮細胞の大部分は、基底側に偏在する核と明るい細胞質をもつ円柱細胞であるが、一部に線毛細胞をまじえる。内膜は粘膜固有層であり、粘膜下層はない。内膜そのものである粘膜固有層は繊細な細網組織からなる。すなわち、太い膠原線維は乏しく、好銀性の細網線維が存在し、星状に突起を伸ばす間質細胞（線維芽細胞）がかなり密に散在する。月経前期になると炎症細胞浸潤が認められる。弾性線維は血管壁に限られる。内膜を上下に貫いて多数の管状腺が上皮から陥入し筋層に達する。この子宮腺は丈の高い明るい上皮細胞からなり、その核は強く基底側による。その分泌物は粘液性である。血管とリンパ管がかなり豊富にある。動脈には２系統が区別される。機能層（子宮内膜の表層部）に分布する動脈は、内膜中で特異ならせん状の走行をとるので、らせん動脈と呼ばれる。この動脈は性ホルモンの欠乏に際して強く痙攣を起こし、機能層の血行障害を来してその剥離すなわち月経を招来する。これに対して内膜の最深層の基底層と呼ばれる層にはらせん構造を示さない別系の動脈が分布するので、月経の際、剥離しない。

　形態学的な側面と同時に、発生学的な側面から子宮内膜を考えることは大切である。なぜなら、発生学的な側面を考えることにより、子宮内膜に由来する細胞がどのような性質を有しているものかを類推することが可能である。結論から言えば、子宮内膜は臓側間葉組織に由来する。
　
　女性の胚子は２組の生殖管を持っている。中腎傍管（ミューラー管）は女性の生殖器系の発生に重要な役割を果たす。発生第５週および第６週の間は、２組の生殖管は存在するが未分化な段階である。ミューラー管は性腺および中腎管の外側に発生し、女性生殖器系の発生に基本的役割をはたす。ミューラー管は中腎の外側面で、両側の中皮が縦走の陥入をすることにより形成される。これらの陥入部の縁は互いに近づき、癒合して、ミューラー管を形成する。ミューラー管の漏斗状の頭方端は、腹膜腔に開口している。ミューラー管は、中腎管と平行に、胚子の招来の骨盤領域に達するまで、尾胞に向かって走る。そこで、ミューラー管は中腎管の腹側を横切って、正中面で互いに接近して癒合し、Y字形の子宮腟原基を形成する。

　卵巣をもつ胚子では、テストステロンがないため、中腎管は退行変性し、ミューラー管抑制物質がないため、ミューラー管が発育する。女性生殖器の発生は卵巣およびホルモンの存在に依存しない。ミューラー管は女性生殖管の大部分を形成する。ミューラー管の頭方の癒合部は子宮膣原基を形成し、ここから子宮および膣を生じる。繰り返すが、子宮内膜は隣接する臓側間葉組織に由来する。

　月経血に含まれる細胞が多分化能を有している傍証として、子宮体部に由来する特徴的な腫瘍である癌肉腫／悪性ミューラー管混合腫瘍／中胚葉性混合腫瘍がある（参考文献３）。これらはいずれもひとつの腫瘍につけられた名称である。子宮体部はミューラー管に起源をもつので、多彩な組織所見を多分化能と結びつけた解釈により、ミューラー管混合腫瘍とも呼ばれる。これらの腫瘍には、扁平上皮成分、肉腫成分が含まれ、横紋筋、骨、軟骨といった種々の細胞が認められる。この腫瘍の存在も、月経血由来細胞が中胚葉幹細胞としての振る舞いをすることを示唆している様な気がしている。

　細胞の分化能に依存して、疾患対象への可能性を探ることになる。月経血由来細胞は、骨格筋細胞および心筋細胞への分化効率が高いことより、筋ジストロフィーと虚血性心疾患／心筋症に対する細胞移植リソースとして考えることが可能である。驚くべきことに月経血由来細胞には、分化誘導をかけていない状態においてもディストロフィン蛋白質を発現している。また、筋ジストロフィーモデルマウスに移植することにより、宿主の骨格筋細胞と融合してマウス骨格筋にヒト・ディストロフィンの高い発現を生じることになる。筋ジストロフィーにおける細胞移植のリソースとして、月経血は有用であると信じているが、実際に医療として行うには大動物における実験をする必要があるかもしれない。対象疾患という訳ではないが、心筋細胞への高い分化効率を利用して、薬剤スクリーニング系に利用することが可能である。

　月経血から細胞が採取できるって考えたのは、全くの偶然です。月経血の中には、虚血に陥った分泌期の子宮内膜細胞が含まれていないかなと思いついただけです。月経血中には、採取の過程で細菌、カビが混入することは間違いないだろうと予想していましたが、抗生物質を使用すれば解決する問題であります。これらの細胞が、骨髄、胎盤、臍帯、末梢血、脂肪といった別の組織に由来する細胞との異同を検討することは楽しい作業でした。なお、月経はヒトと一部のサルだけに見られる現象であるが、らせん動脈の出現もこれらの種に限られるそうです。

細胞の全能性と部分全能性

　成人ヒトには，多くの分化した細胞が存在し，個体の維持のためにそれぞれが機能しています．大部分の細胞は分化しきっているため，その細胞の系列に分化することはあっても別の分化形質を示すことはありません．もちろん，血液細胞や消化管といった分裂の多い組織では未分化な幹細胞が存在し，いろいろな細胞になります．また，がん細胞はひとつの分化形質だけでなく，ふたつの分化形質を示したり，いくつかの分化形質を示すことがあります．でも，原則として，血液の細胞は神経の細胞になることはありませんし，心臓の細胞が肝臓の細胞になることはないのです．

　その中でわたしが一番知りたいことは，どのよいなメカニズムで細胞はいろいろな細胞になる能力を維持しているのであろうかということです．いろいろな細胞というのは，心臓，脳（神経），肝臓，腎臓，肺，胃，骨，筋肉などの成人組織では，全ての細胞は受精卵に由来します．受精卵から全ての細胞ができるわけで，最初の受精卵は全ての細胞になることができるという全能性を有しているわけです．すべての細胞は免疫系の細胞を除けば全ての遺伝子のセットを有しており，さまざまな細胞になる潜在能力を持っています．

　全能性を有している細胞は受精卵だけでなく，胎児性がん細胞や胎児性幹細胞があります．胎児性がん細胞は精巣ないし卵巣の胚細胞由来のがんであり，いろいろな細胞に分化することで知られています．がんでありながら，ひとつの細胞が神経，膵臓，気管，軟骨，胃，皮膚などの組織ができあがります．自分が経験した患者さんでは，精巣の胚細胞由来のがんが転移先でさまざまな組織に分化して治癒しました．胚細胞由来の細胞ですので，癌細胞でありながら受精卵としての特性，すなわち多分化能を有しています．．多分化能といっても，「血液幹細胞が好中球，赤血球，巨核球になる多分化能」や「骨髄間質細胞が骨，心，脂肪になる多分化能」よりも，高次の多分化能を胎児性がん細胞は有しています．胚盤胞にこれらの細胞を注入すれば，体を構成する全ての細胞になれますから，多分化能と言うよりも全能性があると言ったほうが適切でしょう．

1. 細胞の多分化能ーいくつかの異なる細胞に分化するメカニズムー
　ヒト胎児性癌細胞を培養し，分化誘導を行い，ひとつのコロニーをみてみると、必ず何種類かの細胞が含まれます．分化形質のマーカーを検討すると，デスミンを発現する筋肉細胞，ケラチンを発現する上皮細胞，ヒト絨毛ゴナドトロピンを産生する胎盤の栄養膜細胞など，上皮にも間葉系にも分化し，胎児にも胚外外胚葉にもなります．これらの事実は，マウスの胎児性がん細胞を胚盤胞に注入したところ，体中のさまざまな細胞に分化した事実と合致します．

　では，一種類の細胞が何種類の細胞になる機構はどのようなことが考えられるでしょうか．幹細胞が異なる２種類の細胞に分裂する不均等分裂のさいの分子機構について簡単にふれます．ひとつの機構として考えられるのは，Notchなどの分子で知られている機構です．それは一つの細胞から隣接する細胞に対して別の細胞になるようなシグナル伝達が生じます．別の細胞になっていくその細胞は元の細胞に対して異なる細胞が平面上で均等に並んでいくことになります．ひとつはゲノムの修飾されかたが分裂した時にことなるような機構です．ゲノムの修飾とはクロマチンやメチル化状態を指し，分裂した細胞でその状態が異なれば遺伝子の発現も異なり別の細胞になると言う考えです．もうひとつは分裂する際に蛋白質なりmRNAなりが不均等に分配されることによって生じる不均等分裂です．細胞を構成する蛋白質の量が異っていれば，その時点で別の細胞と言うことができます．完全に別の細胞になるにはいくつかの蛋白質でそのような不均等な分布をするか転写因子が少しの量でも異なった量の分布をすれば別の細胞になってしまいます．

　ひとつの細胞が何種類かの細胞になるのに不均等分裂を考えない機構も存在します．誘導剤の濃度の違いによって，異なる細胞ができあがる機構です．既に知られているものとしては，レチノイン酸がありますし, TGF-betaファミリーのひとつであるactivinも濃度によって生じる分化形質がことなってきます．レチノイン酸の受容体は細胞質に存在しactivinの受容体は細胞膜にあり違っていますが，最終的に発現が誘導されるホメオボックス遺伝子によってできあがる細胞の種類が異なってくるわけです．

　もうひとつの考え方は，可能性は高いのですが少々むずかしいものです．細胞の状態が決められて誘導剤の濃度が決められても，できあがる細胞は違ってくるという確率論的な考えです．この考えでいくと発生はでたらめになり，ヒトと言う個体はできあがってこないような印象を受けますがそうではありません．できあがりは決定されているにもかかわらず（deterministic)，その過程はかなりおおざっぱな確率に依存する(stochastic)．その細胞の確率的な分化も元をただせば遺伝子の発現に依存するので，その遺伝子の発現の量が確率的に決まっているというアイデアであります．より具体的に言えば，ひとつの細胞には２コピーの遺伝子がありますのでそれらが確率的に調節を受けているわけです．しつこいけれども個々の細胞の遺伝子発現は確率的でも，ある一定の条件（培養状態，誘導剤の濃度）がきまれば全体としてはその発現量は決まってしまいます．

　最後に考えなくてはならない可能性は，幹細胞と考えられている細胞が，元々，いくつかの種類の前駆細胞を含有していることです．これは，幹細胞の概念から外れますが，しばしば培養過程での問題そして生体内で幹細胞が存在しているか否かを検討する際に必ず問題となりますが，実験的に証明することが困難なことが多く見うけられます．誘導剤を処理することで，いくつかの前駆体からさまざまな細胞が出現し，あたかも幹細胞が存在しているかのようにみえます．


2. 全能性と部分全能性ー多分化能が失われていく機構についてー．
　血液幹細胞はいろいろな種類の細胞，すなわち赤芽球系，顆粒球系，巨核球系の細胞に分化します．また，骨髄間質細胞は心臓，脂肪，骨，腱になります．しかし，一般に血液幹細胞は骨，腱にならないし，骨髄間質細胞は表皮，血液細胞になりません．これらの細胞は部分的に全能性を有していると考えられます．一部の例外的な現象は報告されているが，部分全能性を有している細胞は元々の胚葉を越えて分化することはありません．骨髄間質細胞が基本的に神経や血液細胞になることができない仕組みはどのようなものなのでしょうか．骨髄間質細胞が有する部分全能性の「部分」である機構はいずれに存在するのでしょうか．このことは，多分化能(multipoent)または部分全能性を有している細胞と，一種類の細胞にしか分化できない (unipotent)細胞との違いとまったく同じです．最初の時点，すなわち受精卵の時点ではあらゆる細胞になれます．一方，発生が進むと細胞は多分化能を失っていき，ある限られた細胞にしか分化できなくなります．結論から言えば，多分化能を有する細胞からある系統にしか分化できない細胞への移行は，細胞の潜在性の消失または遺伝子発現の制限にほかなりません．

　遺伝子の発現が制御されてしまうメカニズムかが問題です．遺伝子の発現は転写因子によって調節されています．また，転写因子の発現自体も転写因子によって調節されており，ある分化状態では定常状態を保ってはいるが複雑な遺伝子発現のネットワークが存在しています．そのネットワークの維持には自由な遺伝子発現が必要不可欠です．その分化能の制限に繋がる遺伝子発現の制限の機構で知られているものはDNAのメチル化とクロマチン構造があります．DNAのメチル化が多くなれば遺伝子発現は制限されます．クロマチン構造が高次になれば，遺伝子発現は制約を受けるわけです．遺伝子の発現が制限されてしまえば，分化能も制限されてしまい，限られた細胞にしかなることができないことになります．

　例外として，クローン羊では分化した細胞の核に全能性があることを示されました．ここで示唆したように分化した細胞には全能性はないので注目され，発見者は賞賛されました．同様に，部分全能性を有する骨髄間質細胞が胎児性がん細胞のように全能性を有するようになるのでしょうか．分化した細胞に，脱分化または先祖帰りが生じなくてはなりません．クローン羊の場合は発生過程を必要としましたが，発生を介さないでさまざまな細胞を骨髄間質細胞から作成する（細胞転換）ことが思うままにできれば，骨髄間質細胞は「細胞治療」に使用することができる大変よいソースとなります．

註）多分化能を示す骨髄間質細胞中の間葉系幹細胞の割合も年齢と共に減少してきます(Science April 2, 1999)．

新生児 1/10,000

10代 1/100,000

35歳 1/250,000

50歳 1/400,000

80歳 1/2,000,000

尿路結石になって感じたこと

人体解剖していると，尿路結石を見つけることは多い．「ああ，石があった．」と以前は思っていただけだが今は違う．自分が尿路結石になって苦しんでいる．尿路結石の問題点は痛いことだ．いろいろな事件が人生にはあったが，尿路結石は数少ない人生感を変えてくれた事件のひとつだ．ここで，紹介したいのは腎結石に関する自分の経験談である．家庭の医学には書いていないこともあるので，尿路結石で困っている方には貴重な内容である．専門家ではないのでニュアンスに間違いがあるかもしれないし、多少、個人差があるかもしれないが、私の知り合いの４人の尿路結石を持つ人たちの意見も参考にしているので自分では正しいと思っている。

　

「痛み」

尿路結石には２種類の痛みがある．そんなことは，医者も教えてくれないし，本にも書いていない．「むずがゆいような不快な痛み」と「激痛（げきつう）」である．どちらも困るが，やはり本当に困るのは「激痛」の方である．他の痛みとの違いは，「たいへん」痛いことと，運が悪いと「長く」痛いことである．

　

「激痛に襲われた時の対応方法」

１．痛み止め

　痛み止めの薬を持っているかどうかは重要な意味を持っている．実際に痛くなると痛み止めは何も効かないどころか，胃の調子を明らかに悪くする．しかし，直接的な効果よりも持っているという安心感は大きい．逆に痛み止めを持っていないと頼るものがなくなり，ちょっとした絶望感を味わう．

２．局所を押す．

　研究室にいる循環器内科の先生に聞いたのだが，背中を強く押すと激痛が止まるという．実際，半信半疑であったが，激痛のあった時にさっそく試してみた．驚いたことに痛みは消えた．場所を決めて，そこにマジックインクで印をつけて，家族に押してもらう．痛みが取れるのはだいたい１０分くらいであるが，少しの間は助かる．何度でも押せば痛みはとれるが，押され過ぎると筋肉に痛みが来てしまうために，嬉しくない（こちらの背部の筋肉の痛みが優位になってしまう）．押す場所は，ちょうど痛みが最も強いと思われるところである．激痛の時は，背中全体が痛むが何とか場所は分かるし，一度わかれば油性ペンでマークできる．

３．水を飲む

　水を飲むことが私が一番薦める方法である．「水を飲む」というのは，痛みがないときに飲むだけでなく，痛みが出てからでも効果があると思う．水と一緒にビールを飲むのも効果がありそうだが試したことはない．

４．「死なないし，必ず８時間以内には痛みがとまる」ことを知る

　これは治療法ではないが，知っていれば元気がでる．尿路結石の場合，おおげさではなく，大変痛みが強いために，絶望感にさらされることがある．そのような時にこの痛みでは死なないし，８時間以内には必ず止まるということを知っているのと知らないのとでは大きな違いがある．ある時間がたてばなにごともなかったように，痛みがなくなる．

　

　知り合いのかたから漢方薬をいただいた．どうも利尿作用があるものの結石が落ちてくることもなく，ぼくの場合はあまり役にはたっていない．

　

「お医者様について知っておくといいこと」

１．尿路結石の専門家は，泌尿器科である

２．泌尿器科には，尿路結石の患者が多い（風邪みたいなもの）

３．泌尿器科の先生は「患者の痛み」に対する対処に対し，冷静です．ちなみに妻の出産に立ち会って思ったことは，産科の先生も冷静です．

４．救急車を呼んだ方がいいかどうかは，結構判断がむずかしい．痛みが強いので救急車を呼びたくなる．しかし，痛みは強いがある時間経過すると痛みがおさまる．もちろん，その痛みが尿路結石と分かっている場合である．自分は呼んだことがないが、友人の医師は米国でも救急車を呼んだ。

　

　泌尿器科の先生から，「激痛の前に予兆がくるので，そのときに痛み止めを飲むように．痛くなってからは効かない．」と言われた．その通りで，痛みがきてからの痛み止めはまったく効かない．わたしがすすめるのは，予兆があったら水をたっぷり飲むことである．普段はあんまり水を飲むことができなくともこんなときは，飲めるものである．逆に，水分の摂取が足りないと尿が少なくなり，結石が尿管内でがっちりとはまり，痛みを誘発するのではないかと考えている．

　

　

「血尿」

おちんちんのさきから，赤いおしっこが出でくると結構びっくりする．まず，大変心配する．まず，頭にうかぶのは「がん」ではないかと．でているおっしこの色は分からないのだが，便器にたまるおしっこのいろはワインレッドである．何しろ驚くので医者に行った方がいいが，結石だと分かっている場合は，やはり水を飲むしかない．

　

「水を飲め」と言われたって，そんなに飲めるもんじゃない．

　どんな教科書にも書いてる治療のひとつに水を飲めとある．どれだけ飲んだらいいのかさっぱり分からないではない．英語の内科の教科書には３リットル飲めと書いてある．なかなか３リットルなんて飲めるもんじゃない．コンビニエンスストアに２リットルのミネラル水が売っているので試してみるとみるとわかる．季節にもよるが何の味もしない水を飲むのは苦行である．

　

「結論」

　私が一番薦めるのは，水を飲むだけである．水を飲むのは普段からだが，痛くなっても遅くないから水を飲む．痛み止めとお医者様は安心感のためにのみ存在する．自分の場合はこれしかない．石を破壊するとか，石を溶解するとか，いろいろとあるが，尿路結石との戦いは痛みとの戦いであると理解したい．水分が足りなくなるような状態は，危険な状態である．夜寝た時の朝とか，酒を飲んだ後とかは危険な状態である．むずがゆいような痛みに対して，お酒は即効性はあるが，結果として水分をなくすので，要注意だ．

　痛み止めは飲み過ぎると腹痛（胃炎）を生じるし、この痛みも半端ではないので注意しよう。口内炎（アフタ）ができることもある。

「夜泣きの子供を前にして、夜中途方にくれることのある男性の方々のために」

　３ヶ月を過ぎて，１歳までまでの赤ん坊の夜泣きはすざましいものがある．よくもここまで泣くことができるなというくらい泣く．時々，裏声になっていたりしてせつなくきこえてくる．あまりにせつない声をだすので逆に義母や妹は笑い出すくらいだ．よくみると声だけで涙を流していないことも多い．

　ここでは，どうやったらこの夜泣きをしないようになるのかをいくつかの経験から紹介したい．夜泣きをやめさせるというのは同時に夜寝かしつける技術とも関係しており，一回おぼえたらやめられない．もっとも，多くの日本にいる親は一回の子育てで終わるが，その一回だって大変だ．夜寝かしつけるには，寝るまで添い寝をしてやって，本を読んであげるという親を知っている．それはそれで楽しいのだろうけど，毎日の義務であって疲れている時にはつらいし，添い寝をしないとねてくれない．ここに紹介する父親のための方法を知れば，子供の部屋の布団の中に子供をいれて後はテレビのある部屋に戻ればいい．

　一言でいえば子供を自立させることである．別な言葉で言えばあきらめてもらうことである．親を頼らず，寝る時はひとりであることを自覚してもらう．

　夜泣きの担当はだいたいどの家も母親であるが，これは基本的に間違いである．社会的に問題があると言うのではなく，夜泣きをやめさせるのに母親の出現はまず逆効果である．父親がやるべきである．これは社会的に父親がやるべきとか，生物学的に母親がやるべきであるとかいう問題ではなく，方法として父親がやった方が効果が高い．これは，父親が元来育児に参加する傾向が少ないからである．逆に育児によく参加する父親ではここに紹介する方法は効果がない．でも今の日本のビジネスマンは大部分，育児に参加していないでしょうから，過半数の方に役に立つ．
　
　まず，大事なことは，赤ん坊は別の部屋に寝てもらうことである．できれば両親の生活の音が聞こえない場所がいい．そんな部屋なんてないと言う方（１Ｋの住居にすんでいたり，もうひとつの部屋がとれない場合は，残念ながらあきらめることになります．ごめんなさい．）別の部屋に連れていってそこに寝かせて，親は自分の部屋に戻って下さい．さあ，これからがたいへんである．あなたの赤ん坊は１００％泣く．泣くなんて生やさしいものではなく，泣き叫ぶ．全力で泣くのでその声は家中にひびきます．ここからがあなたの出番である．泣きさけんだって死ぬことはないので，部屋のドアの隙間からのぞくだけで相手をしてはいけない。大事なのは、「忍耐」であってほかにない。

　出番と言っても，起きるだけである．おきて様子を見ます。泣いているときがどのような状態かを見極め、問題がなさそうであれば、ほっておく。うんちのときは、とりかえてあげたほうがいい。お腹がすいてそうなときは、ほっておく。１時間から２時間泣き続けると、諦めてねる。または、あきらめて静かになる。それまで、親はがまんする。がまんできるかどうか、それがむずかしい。本当に辛い。しかし、１週間我慢すると、赤ん坊は夜泣きも全くしなくなり、お乳も要求しなくなり、朝までぐっすり寝る。一週間もやってられないかもしれないが、実際は３日目くらいから楽になる。

　がまんすると言っても、生やさしいものではない。赤ん坊がはいはいできるようになっていると扉の所までやってきて、扉をどんどんとたたく。それをある意味で無視する訳だから、自分が鬼であるかのような気がする。しかし、良く考えれば、赤ん坊だって規則正しい生活で快眠できれば、最高である。優しさは、ここでは逆効果と思っていただいて間違いない。

　この方法は生後どのくらいから、有効か。結構早い段階から、有効であり、生後３週間から行う人もいる。私どもは始めるのがおそいので（６ヶ月くらい）、始めるときはたいへんである。この件に関しては、妻とも意見が異なる。この方法がたいへん有効であり、赤ん坊の快眠に必要であることを認めているくせに、夜泣きをするとお乳を与えてしまう。一回お乳を与えると、かなりの確率で次の日も夜泣きをする。妻は疲れていると、夜中の育児は夫の仕事だと言って、寝てしまう。誠にいいかげんなことだ。

　現在、４人目の子育てを妻がしているが、これが最後の子育ての予定である。いずれもこの方法でどの子供も添い寝はしない。布団の中に赤ん坊を入れて、後は自分の部屋へ戻ればいい。赤ん坊は泣きもせず、おきていることもあるが、ちょっとの時間でねてしまう。赤ん坊が慣れてしまうと、父親である私の顔を見ると、寝にいくものと決めてかかるような態度を示す。習慣とはおそろしい。母親の顔を見るとお乳よこせだの、あやせだの、抱けだの、泣き始める。赤ん坊は相手を見て態度をかえる。

　ここに紹介した方法は，気がついた方がいるかもしれないがオリジナルではない．すでに多くの場所でかかれているし，米国西海岸で半分は教わって来た技術である．

　妻がこの方法は女性には不人気になると予言する。それなら、そうでいい。興味がある人でけが試してみればよい。昼間働いて、夜中に赤ん坊に泣かれた経験がある方は、わかるはずだ。「うずきゅうめいがん」で夜泣きが治るならそれはそれでいい。若い父親の福音となると信ずる。

　僕自身も一人ッ子で兄弟がなく，添い寝を要求し，親か祖父母がいなければ，子供でも夜中の３時まで寝ることができないこともあった．子供は本来は眠たいのに，ひとりだと寝ることができないとは悲しい．子供は結構，一日中遊んで疲れているんだ．

生物学的世界観

昔に勤務しておった大学のカリキュラム委員会で委員長より短い質問をされました。「生物学的世界観」という言葉を、知っているかい。突然の質問でございましたので、その場では答える術がございませんでした。何も頭のなかに浮かびません。「勉強しておきます（実際は聞いてしらべて参ります）」と申し上げ、へたなことを言い委員会に迷惑をかけないようにいたしました。その後は、そのことが少し気になっていました。「もしかしたら、経済学部や法学部を卒業した仲間と私は別の世界観を持っているのではないか。もしかしたら、わたしのそれは、大学時代や卒後の教育によって、つくられているのではないか。」

　

最近、尿路結石で苦しんでいます。知り合いに頼み、いろいろと面倒をみてもらっています。痛みは真夜中に始まり朝まで続きます。あまりに痛みが強く、意識を一時的にでも落としてもらいたいと発作中は思います。強い痛みはこれでもかと襲ってきますし、痛みで意識は朝方まで明瞭です。そんな痛みの苦しみの中で思うことのひとつに、おしっこの管の細さがあります。管の細さを怨んでいます。人体解剖を職業としているので、どこらへんに石がつまっていて、つまっている部分の前の管がひろがって、その管がけいれんするのを感じます。石が、管の表面をけずって粘膜が剥げていく絵が頭の中でひろがっています。好中球やリンパ球が集まってきます。そんなに痛いときにですら、絵が浮かんでくる余裕があります。逆に絵が浮かんでくることで、痛みが増強しているかもしれません。

　

高校の時の友人に野球の選手がいます。彼は東京大学の法学部に在学中で、尿路結石をもっています。電話でお互いの尿路結石の話を夜半過ぎに熱心に話します。「尿路結石は痛いよな。」「尿は血で真っ赤だよな。」共通の話題にいつも盛り上がり、慰めあっています。でもよく話してみると、彼と私とでは全然別のイメージで話していることがわかりました。痛いことはいっしょです。しかし、彼は尿路結石の色や大きさやまわりの組織のことについて、何も思っていないでしょう。痛みから、尿路結石を概念として捉えているかもしれません。または、「石」という字面からイメージができているかもしれません。細い尿管とそこにつまっている扁平な石とそして痙攣する尿管がアニメーションのようにうかんできて、このことを怨むことは私だけかもしれません。ついでにいえば、その私がつくるイメージは、私が自ら解剖したエイズの患者さんのおなかの中の様子からつくられています。東大法学部の彼と私とでは、全然別のイメージで尿管の石をとらえているのかもしれません。もっと、よく話せばわかるかもしれませんが、きっとそうです。

　

かつて一緒に住んでいた友人は、泌尿器科の医者で石の治療を専門にやっています。私の主治医です。本人は石を持っていません。彼は尿路結石をどう概念づけているのでしょうか。彼は彼で私とは全く別のイメージを持っていて、その豊富なイメージの中で暮らしているんでしょう。

　

世界観なんてたいそうな言葉は、鼻につきます。でも、僕ら３人は石とともに生きているし、石のことはなんらかのかたちで一日に一回は頭のなかにうかんできます。同じ石でも、３人とも別のことをイメージづくりながら生きる。

　

こんなつまらぬ世界観ですら大学で受けた教育やその後の経験や勉強で影響を受けています。もしかしたら、生活の全てが私の持っている「生物学的世界観」のフィルターでとおしてみているかもしれません。私が学校の講義は「生物学的世界観」を与えていると考えてみました。私の世界観を学生の諸君におしつけていると考えてみました。

Human ES cells with cardiomyogenic potential are positive for Flk-1 and CXCR2

Human ES cells with cardiomyogenic potential are positive for Flk-1 and CXCR2. Human ES cells are difficult to handle, i.e., low growth rate and low transfection efficiency.

ヒト発生の運命

ヒト発生の運命

研究者の中には，人生のすべてをサイエンスに捧げていまうヒトがいます。年がら年中，サイエンスについて考え続けるヒトがいるのです。サイエンスに全てを捧げてしまった一人の後輩が，13年前（1985年）に研究室で僕に話しかけてきてくれました。ぼくは，彼のことを尊敬していましたので，彼から話を聞けるなんてと嬉しく思っていました。彼のサイエンスに関するアイデアは卓越していて，レベルが高く，僕には神様からの言葉のように感じました。彼はあまり僕に話かけてくることはありませんでした。彼は，優秀なヒトとのみ，時間をシェアします。

13年前（1985年）のその日、夜の12時くらいから朝4時まで僕に語ってくれたことは，「電算機の上でヒトを作り出してみせる。ヒトの発生を受精から模倣して，ヒトを作り出してやる自信がある。」という内容でした。その時，僕は彼の言っている意味を心から理解したいと思いました。小学生の時にダンテの神曲を読み，サイエンスの領域で既に大発見をひとつ成し遂げている彼が何か素晴らしいことを考えているのは間違いありません。内容はこんな感じです。ヒトの受精卵は，最後には体中の細胞に変化することができるということと，その過程で生じるさまざまな遺伝子の働き具合をすべて予想してやる。途中は一定の定常状態が存在し，別の定常状態に移動することがヒトの体づくりの運命なんだ。そんなことを，彼は真剣に語るのですが，世界のサイエンスそのものも今ほど情報もなく，「全ての」遺伝子の動きや働きを予言するなんてできるわけないと思ってました．そう思いつつも，朝4時までの議論で少し精神状態がハイになっていたせいもあって，僕は彼が真の予言者になってくれるのはないかという期待でかなりわくわくしてしまいました。

僕の研究範囲の中にも，彼との話と関係のあるいくつかのおもしろいことがありました。自分の研究対象である骨髄の細胞は，骨になるし，脂肪になるし，心臓になることができます。でも，これらの骨髄細胞は，脳や肝臓にはなることはできません．つまり，この大人の体の中にある「できあがった」細胞である骨髄細胞は，部分的にいろいろな細胞になるという「部分全能性」があるということです。次に出会ったのは、当時のボス（秦順一先生）が樹立したヒトの胎児性がん細胞です。この細胞は、受精卵のように筋肉でも脳でも胎盤でも何にでもなれます。「全能性」があるのです。

細胞が心臓であるためには，DNAの状態が心臓型になっていなくてはいけません。受精卵には，何にでもなれるというDNAの修飾状態だから，どんな細胞にもなれるという「全能性」という能力がある。それから、僕たちの生殖細胞または生殖細胞になるべき細胞は，世代をこえていき続けているわけです。この細胞のDNAの修飾状態が分かれば，ヒトの不死のメカニズムがわかってしまうはずです。こんなことを僕は最近、始終，考えています。

クローン人間の「こころ」

クローン人間の「こころ」
　

　先日，茨城県東海村に行きました．子供４人とその友達１人と妻１人を連れて原子力発電所と再処理施設に関する博物館とテーマパークに遊びに行くためです．常磐自動車道を車で走っている時に家族の者から質問をされました．「脳を移植したらそのヒトはどっちのヒトになるのか．」「は？」「脳を渡した方のヒトになるの？もらった方のヒトになるの？」「そのヒトは，ドナーに決まっているじゃないか．」「でもその脳味噌の持ち主のものになってしまうんであれば，変よね．」「は？」「顔だって体だって動く体全部は，脳を受け取った側のものだから，受け取った側のヒトになるのよね．」「意識は脳にあるから，脳だけでも移植されたら体全体は脳を持っていたヒトのものだよ．」

　

　「細胞は死ぬ運命にある」ことで「ヒトも死ぬ運命にある」ということが分かっています．死ぬ運命にあるヒトの意識を移植でも何でもいいから残せるか可能性があるのでしょうか．「クローン羊」の成功から「クローン人間」の議論が盛んになり，マスコミを騒がせています．議論の主な点は「クローン人間を作製することは許容されるか」ということです．この議論はいろいろされていますが，クローン羊と同じ方法でできたクローン人間では姿かたちは本人と一緒になりますが，意識という点では全く別の個体となってしまいます．簡単に言えば今のクローン人間は，年齢の異なる一卵性双生児というふうにとらえると分かりやすいのではないかと私は考えています．意識が別では，姿かたちが一緒でも，ある意味では全くの他人です．そういう意識に注目した意味では現在のクローンは不十分です．クローンと言うからには，意識も一緒でなくてはいけません．たとえば，相手方のクローンがおいしいものを食べれば，自分も満足できなければいけませんし，自分が悲しみを感じているときは相手方のクローンも同じ感情を持って欲しいと言うことです．個々のヒトの同一性はやはりゲノム上にのっている遺伝情報に依存しているのではなく，そのヒトの意識が共有できるということが最も大切な気がします．もちろん，意識が共有できても意識は間違いなく肉体に影響されますから姿かたちは同一の方がよいでしょうし，その意識を司る脳味噌の構造もゲノムで支配されている通りに同一で会った方がよいでしょう．完璧なクローン人間を考えると，意識の同一性を満たした上で同じ遺伝子情報の上で形成される肉体ならびに精神（脳のネットワーク構造）を持ち得るようなクローンこそが私が欲しいものです．今のクローン羊の話から，自分のクローン人間を作ってくれと言うヒトがおそらくそこらへんは理解していないと推察します．

　

　コンピュータ上に新たに意識をつくることは可能かもしれないという考えを聞いたことがあります．一歩進んで，意識だけならその個人と同一のものをコンピュウター上に再現できるという夢物語があります．意識のクローンがコンピュータにできるわけです．コンピュータに自分の記憶と考え方のアルゴリズムを教えこみ自我（自分は誰だれであるという意識）を与えた場合，人間と同じ意識が生れてくるという楽観的な考え方です．楽観的ではあるけれども、大変，魅力的な考えです．しかし，この考えは，初めはあまり私を喜ばせませんでした．自分自身がコンピュータの中にいることを考えると嬉しくないと言うことです．ネットワークを介して世界中を駆けめぐることができてもいやです．計算能力が高いとほめられても，当然嬉しくありません．

　

　その説を仲間に話したら「インターフェースがむずかしいね．」と言われました．誠にその通りで，ずっとコンピュータの中にいるのであればかまわないのだが，人間の形のなかにいるには，人間の器官とのあいだでいろいろと信号のやり取りをしなくてはいけません．より詳細にいえば，イカの塩辛を食べれば塩辛いと感じなくてはいけないのだが，その舌の情報を神経のシグナルで伝えてもうまくいきません．何らかの別のコンピュータが理解できる情報に変換していなくてはいけません．逆のことをいえば，コンピュータに塩辛いという情報をインプットしてやれば，塩を嘗めている気分になる．あんまりやりすぎてもいけないのだが，「おいしい」という情報をインプットしてやれば，おいしい食事をしたことにもなります．

　

　ヒトによって違うとは思いますが，私はコンピュータの中でもいいから，自我が欲しいと今では思っています．その条件として，コンピュータと言う今のコンピュータの形ではなく，人間の脳内にいれて頂きたい．中身があればいいってもんではなく，外見も大事です．そこでクローンの技術に登場してもらい，本人の姿かっこが同じ入れ物を作ります．そこに，自分の自我が芽生えているコンピュータをいれ，完璧なクローンのでき上りです．私は決してクローン人間を作成することを賛成しているわけではありません．現在の方法でつくられるクローン人間は極めてくだらなく，基本的に意識のうえでまったくの他人であって，そんなものを希望したって意味がないことを申し上げたい．自分にとって意味があるクローン人間は意識の同一性を有しているもので，その可能性について具体的に示させていただきました．実は，本当はそれでもだめで，できあがったクローン人間と元の人間との間で意識，感覚の同時性も必要です．クローンが悲しいと思ったら自分も悲しいと思いたいし，自分がおいしいと感じたらクローンもおいしいと思ってもらいたい．さまざまな困難が在り，実現はほとんど無理だが，そういうものでしたら，自分のクローンが欲しいと言うヒト達の気持ちが分かります．逆にそういったクローンではない，クローン羊みたいなクローン人間は魅力を感じません．

　

　東海村に向かう車の中では，妻からもうひとつ質問をされました．「心（こころ）はどこにあるの？」だまって右手で左の胸を私が押さえると「心臓にあるんだったら，心臓移植を受けたら，心臓をもらったヒトは，あげたヒトになっちゃうの？」と真剣に追加の質問をされた時には私はこまってしまいました．そこで話を少し変えて，「心（こころ）で思うことによって存在するものだってあるんだよ．」「は？」「かわいらしい子供を見ると胸がキューとなることがあるだろう．胸のあたりが実際に収縮してキューとなっているのではなく，心（こころ）で思っているだけかもしれない．手足が切断されても心で「手の先がかゆい．」と思えばそのヒトにとっては手が「存在」していることになる．」心（こころ）でいろいろと「思っ」たり，「考え」たりするので，その個体がどのヒトかは心（こころ）のありかで決まってしまうんだろう．

Galectin-1

Galectin-1 binds to integrin beta1 in neural stem cells. MSCs will be treated with galectin-1 to see if lectins can stimulate differentiation or growth of MSCs. The candidate for galectin-1 receptor in MSCs remains unclarified.

エンドノート

１．明弘の葬式：　やらなくてよい。散骨推奨。
２．介護：できるかぎり業者を利用。
A. 全てお金とのバランス。すなわち、最後まで介護が可能かどうかがポイント。
B.