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血液の赤血球を人工的にたくさんつくる研究をしています。
血液の成分 持っている血液は、私たちが 生きていくために絶対に必要 せ っ け っ きゅう なものです。でも、けがや手 血液 の赤血球を人工的に たくさんつくる研究をしています。 血しょう 術で、大切な血液がたくさん (55〜60パーセント) 失われてしまうことがありま 血小板 す。そういうときは、血液を (約1パーセント) き 足してあげなければ、命が危 赤血球をつくると、 どんないいことがあるの? かんせん 輸血で病気に感染する心配がなく、 どの血液型の人にも使えます。 なか むら ゆき お 中村幸夫 博士 バイオリソースセンター 細胞材料開発室 室長 白血球 (約1パーセント) 血球 けん 険になります。 赤血球 かん じゃ 患 者 さんに血液を足してあ (40〜45パーセント) げることを、輸血といいます。 では、その血液は、どこから 血液は、赤血球、白血球、血小板という3種類の細胞 くるのでしょうか。工場でつ と、血しょうという液体でできている。3種類の細胞 けっきゅう をまとめて血 球 と呼ぶ。 くって病院に運ばれてくるの か な? い い え。 血 液 は 今 の ところ人工的につくることができません。では、どうしているのでしょうか。 けん けつ よ 街を歩いているとき、「献 血 にご協力くださ∼い」という呼 びかけを聞い 撮影: STUDIO CAC たことはありませんか? 健康な人から血液を分けてもらうことを、献血とい います。献血によって健康な人から分けてもらった血液を、血液を必要とし ● 赤血球を知っていますか? ている患者さんに輸血しているのです。 わたし けがをして血が出てしまったこと、ありますよね。私 たちの血液は、赤い 色をしています。赤は、赤血球の色です。赤血球は、体のすみずみまで酸素 でも、献血された血液を輸血に使うことには、いくつかの問題があります。 を運んでいる細 胞 です。酸素は私たちが生きていくためには欠かすことがで ● 血液を人工的につくれたらいいな! きないので、赤血球はとても重要な細胞なんですよ。 献血された血液は、いろいろな検査や処 理 をした後、冷 蔵 庫 や冷 凍 庫で保 さい ぼう はっ けっ きゅう けっ しょう ばん けっ 血液は、赤血球のほかに、白 血 球 と血 小 板 という細胞と、血 しょうという さい きん しょ り れい ぞう こ れい とう 管されます。しかし、血液は長い間保管しておくことができません。血液の ぜんけつ 液体でできています。白血球は、体に入ってきた細 菌 などの外敵をやっつけ すべての成分がふくまれた全血と呼ばれるものは、献血してもらってから21 ます。血小板は、けがをして血が出たときに、血液を固めて血を止める働き 日間しか使うことができません。輸血用の血液が足らなくなってしまったら をします。血しょうは、体に必要な栄養や、体でいらなくなったものを運び 大変ですから、いつも、たくさんの人の協力が必要です。 ます。 また、量や種類にもよりますが、献血ができるのは16歳 から69歳までの さい しょう らい ● 今は血液を人工的につくることができない わか 健康な人です。日本では将 来、若 い人の数が減っていくといわれています。 そのため、輸血用の血液が足らなくなってしまうと心配されています。 かん えん 酸素や栄養を運んだり、外敵をやっつけたり、出血を止めたりする働きを もう一つの問題は、病気の感染です。肝 炎 ウイルスやエイズウイルスなど 1 2 3 2 けん び きょう 電子顕 微 鏡 で見た赤血球 ずっと増え続けます。そして、増やすときの条件を少し変えると、赤血球に なります。つまり、この赤血球前駆細胞があれば、赤血球を無限につくるこ 円形で、真ん中が へこんでいる 折れ曲がって、細い血管も 通ることができる ふ つう 普 通 の細胞にある かく 核 がない とができるのです。 わたし でも、マウスのES細胞からつくった赤血球を、私たち人に輸血することは ちょうせん できません。そこで次に、人のES細胞から赤血球をつくる研究に挑戦しまし た。ところが、いろいろな条件で試しても、どれもうまくいきませんでした。 マウスの細胞を使った実験ではうまくいったことでも、人の細胞を使うとう まくいかないことは、実はよくあるのです。人の赤血球を人工的につくるこ アイピーエス とは無理かもしれない……。あきらめかけたとき、i P S 細胞ができたのです! 大きさは0.008mm (8マイクロメートル) かん せん ● 人のiPS細胞から赤血球をつくった! けん けつ しん や に感 染 している人が、自分が感染していることに気が付かずに献 血 をしてし iPS細胞は、ノーベル賞を受賞した山中伸 弥 先生がつくった細胞です。ES まうことがあります。その血液を使ってしまうと、輸血を受けた人も病気に 細胞と同じように、いろいろな種類の細胞になることができます。しかも、 なってしまいます。もちろん、献血された血液はいろいろな検査をして、合 皮ふや血液など体の細胞から比 較 的 簡 単 に、そしてたくさんつくることがで 格したものだけが輸血に使われています。しかし、病気の感染の可能性をゼ きます。そこで、人のiPS細胞から赤血球をつくる研究を始めました。 ひ かく てき かん たん ロにはできません。 血液を人工的につくることができたらいいのに……。そう思いますよね。 血液を人工的につくることができたら、たくさんの人に献血してもらわなく ES細胞のつくり方 中の細胞を取り出す てもよくなります。輸血によって病気に感染する心配もなくなります。 ● 赤血球をつくろう! ぶん れつ ばい よう 細胞分 裂 せっ けっ きゅう 輸血でいちばん必要とされているのが、赤 血 球 です。そこで、赤血球を人 工的につくる研究を始めました。 イーエスさい さて、どうやったら赤血球をつくることができるのでしょうか。E S 細 ぼう 受精卵 培養 ES細胞 はい 胚 iPS細胞のつくり方 い でん し 数種類の遺 伝 子 を 加える じゅ せい らん 胞 って、聞いたことがありますか? ES細胞は、受 精 卵 の一部を取り出した もので、いろいろな種類の細胞になることができます。そこで、マウスのES 細胞から赤血球をつくってみることにしました。 ES細胞をプラスチックの皿に入れて増やしていくのですが、そのとき加え 皮ふや血液など 体の細胞 培養 iPS細胞 る薬の種類や量などを変えると、ちがう種類の細胞になっていきます。いろ いろな条件を試しました。そうして、ようやくマウスの ES細胞から赤血球に ぜん く なる前の細胞「赤血球前駆細胞」をつくることに成功しました。この細胞は、 4 3 ES細胞とiPS細胞のつくり方 どちらもいろいろな種類の細胞になるこ とができるが、つくり方がちがう。ES細胞は受精卵からつくるため、人のES細胞はたくさんつくる ことができない。iPS細胞は体の細胞からつくるため、人のiPS細胞はたくさんつくることができる。 5 4 iPS細胞から 赤血球をつくる流れ 体の細胞 核が残っている 未熟な赤血球 iPS細胞 ぞう けつ かん 造 血 幹 細胞 (赤血球・白血球・ 血小板になる細胞) 核 ぜん く 赤血球前 駆 細胞 (赤血球になる前の細胞) 核がぬけた赤血球 増え続ける 人のiPS細胞からつくった赤血球 赤血球前駆細胞からできたばかりの未熟な ぜん く み じゅく 赤血球には核(緑色)がある。核がぬけることで完成した赤血球になる。赤血球の真ん中 がへこんでいるのは、核がぬけたからなんだ。 は、赤血球の血液型です。輸血のとき、この血液型はとても重要です。ちが み じゅく 未 熟 な赤血球 だっ かく 脱核 かく (核 がぬけること) う型の血液を輸血してしまうと、血液が固まって病気になってしまうからで す。でも、O型Rhマイナスの血液は、ほぼすべての人に輸血することができ 赤血球 ます。そこで、まずは人のiPS細胞からO型Rhマイナスの赤血球をつくるこ とを計画しています。 わたし アイピーエスさい ぼう せっ けっ きゅう 私 たちは人のiPS細胞から赤血球をつくることに成功しましたが、まだ少 そして3年以上研究を重ね、ついに人の i P S 細 胞 から赤 血 球 になる前の細 ししかできません。もっとたくさん、しかも安くつくることができるように 胞「赤血球前駆細胞」をつくることに成功! この細胞がずっと増え続けるこ することが、これからの目標です。安全で新 鮮 な赤血球をつくって輸血に使 と、そして、赤血球になることも確かめました。できた赤血球は、きちんと う──そんな時代が、もうすぐやってきます。 赤い色をしています。 お医者さんからは、「白 血 球 も人工的につくってほしい」という声があり ぜん く しん せん はっ けっ きゅう ます。白血球が少なくなってしまう病気で苦しんでいる人もいますが、白血 ● 安全で、どの血液型の人にも輸血できる。 そんな赤血球をつくりたい。 があり、ちがう型の白血球が体内に入ってくると、それを異 物 だと判断して あなたの血液型は何型ですか? 血液型にはいくつか分け方があって、みな 自分の白血球が攻 撃 してしまうのです。特に白血球をくり返して輸血するこ エー ビー エービー オー 球の輸血は現在ほとんど行われていません。白血球にも血液型のようなもの い ぶつ こう げき き けん かん じゃ さんがよく知っているA型、B型、A B 型、O型は「ABO式血液型」といいま とは危 険 です。でも、患 者 さんと同じ型の白血球をつくることができれば、 す。ほかに「 R h 式血液型」があります。Rh式血液型は実はとても複雑なの 白血球の輸血が可能になります。白血球をつくることは、赤血球より難 しそ ですが、RhプラスかRhマイナスとしてよく知られています。ABO式とRh式 うですが、ぜひチャレンジしたいですね。 アールエイチ むずか (文:鈴木志乃/フォトンクリエイト イラスト・デザイン:岩崎邦好デザイン事務所) 5 6 7 6