特集:幹細胞研究の新たな展開
　幹細胞研究のトピックス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
　Topics of Stem Cell Research

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　花園　豊

自治医科大学　分子病態治療研究センター　再生医学研究部　助教授　


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　ヒト胚性幹細胞(ES細胞)・・・・・・・・・・・・・・・・10
　Human Embryonic Stem Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　 近藤　靖*1　鈴木　豊*2　 仁藤新治*3

*1 　田辺製薬(株)　先端医学研究所　主任研究員　　
*2 　田辺製薬(株)　先端医学研究所　研究員　　
*3 　田辺製薬(株)　先端医学研究所　所長　

　2003年,京都大学再生医科学研究所で国内初のヒトES細胞が3株樹立され,国産のヒトES
細胞株の分配体制も整った。今後,国内のヒトES細胞研究は一層盛んになるものと思われる。
本稿では,ヒトES細胞をとりまく研究の現況や今後の課題について,特に再生医療への応用
の観点から概説してみたい。

～目次～
1.　はじめに
2.　ヒトES細胞
3.　わが国の状況
4.　医療への応用
5.　臨床応用への課題
6.　ヒトES細胞研究のその他の用途
(1)　発生・分化機構や疾患原因解明のための基礎的研究
(2)　創薬研究への活用
(3)　遺伝子工学上の新技術の開発
7.　おわりに


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　カニクイザルES細胞とその遺伝子改変ザル作製への利用・・・17
　Cynomolgus Monkey ES Cell and Its Application for the Production of Transgenic Monkey

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高田達之*1　鳥居隆三*2

*1 滋賀医科大学　動物生命科学研究センター　助教授
*2 滋賀医科大学　動物生命科学研究センター　教授

～目次～
1.　はじめに
2.　サルES細胞とその有用性有用性
3.　ES細胞を用遺伝子改変ザルの作製
3.1　サルES細胞への遺伝子導入
3.2　サルの過排卵処理,卵子の回収,体外受精
3.3　キメラ胚の作製とその発生
3.4　キメラザルの作製
3.5　キメラザルの問題点
4.　核移植
4.1　核移植技術
4.2サ　ルにおける核移植技術の問題点
5.　ウイルスベクターを使用した遺伝子改変ザルの作製
6.　今後の展望


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　ES細胞臨床応用への障壁とその克服に向けた基礎研究・・・・・24
　　Basic Research toward Clinical Application of Human ES Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山中伸弥

京都大学　再生医科学研究所　再生誘導研究分野　教授
;奈良先端科学技術大学院大学　遺伝子教育研究センター　動物分子工学部門　教授
;(独)科学技術振興機構　CREST　研究代表

　初期胚に由来するES細胞はすべての細胞へと分化できる多能性を維持したまま,無限に増
殖でき, 糖尿病などの変性疾患に対する細胞移植療法の資源として期待されている。核移植
技術と組み合わせると,患者自身の遺伝子を持った拒絶の心配のないES細胞を樹立できる可
能性がある。しかしES細胞の臨床応用には,胚を利用する倫理的問題,GMP 規格での生産,
核移植を行う卵の確保,さらには腫瘍形成の防止など,様々な障壁が存在している。本稿で
は,ES細胞臨床応用の障壁の克服を目指した,最近の研究を紹介する。

～目次～
1.　はじめに
2.　倫理的課題
3.　GMP(Good Manufacturing Practice)規格
4.　核移植に用いる未受精卵の確保
5.　腫瘍形成の防止
6.　おわりに


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　幹細胞とゲノムインプリンティング・・・・・・・・・・・・・・・・・29
　　Stem Cells and Genome Imprinting

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　熊木健治*1　佐々木裕之*2

*1 　情報・システム研究機構　国立遺伝学研究所　人類遺伝研究部門　遺伝学普及会研究員
*2 　情報・システム研究機構　国立遺伝学研究所　人類遺伝研究部門　教授

　哺乳類に特異的なゲノムインプリンティングは,父親・母親由来に応じて一方の対立遺伝
子だけが発現する現象である。本稿では,(1)胚性幹細胞(ES細胞)の培養条件や実験操作が
インプリティングの安定性にあたえる影響と,(2)マウス胚性幹細胞によって可能となった遺
伝子ノックアウト(KO)という画期的な機能解析法によるインプリンティングの分子機構の
解明について記した。ゲノムインプリンティングはDNAメチル化が重要な役割を果すエピジェ
ネティックな現象であり,その分子機構の解明は主としてメチル化酵素や関連因子のKOマウ
スを用いた研究で行われてきた。一方,幹細胞の再生医療への利用やクローン動物作製にお
ける基礎研究として,ES細胞のインプリンティングをはじめとするエピジェネティックな側
面からの研究がすすめられてきている。これらの研究領域は今後ますます重要性を増すもの
と思われる。

～目次～
1.　はじめに
2.　ES細胞におけるゲノムインプリンティング
3.　KOマウスによるゲノムインプリンティングの分子機構の解明
4.　おわりに


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　マウスにおけるインプリント情報のリプログラムと単為発生　・・・・・35
　　Parthenogenetic Development and Genomic Imprinting in Mice

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　河野友宏

東京農業大学　生物応用科学部　バイオサイエンス学科　動物発生工学研究室教授　　

　哺乳動物では,雌あるいは雄ゲノムのみから構成される単為発生胚は必ず致死となる。
マウスにおいて卵核胞期卵の核移植および第二減数分裂中期卵の核移植を活用し,ゲノム
インプリンティング状況を改変した雌ゲノムセットを持つ単為発生卵子を作成し,世界で
初めて哺乳類の単為発生個体を誕生させることに成功した。

～目次～
1.　はじめに
2.　ゲノムインプリンティング
3.　生殖系列におけるリプログラミング
4.　個体発生とゲノムインプリンティング
5.　単為発生マウスの誕生
6.　おわりに

　
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　幹細胞とクロマティン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41
　　Chromatin Modification by Coactivators Regulates the Differentiation of Stem Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　橋本　徳*1　　浅原弘嗣*2

*1 　国立成育医療センター研究所　移植外科研究部　研究員
*2 　国立成育医療センター研究所　移植外科研究部　部長
　;米国スクリプス研究所

　幹細胞の分化に関わる遺伝子発現を,発生段階ごとに,あるいは組織ごとに細かく調節し,
全体としての組織発生をオーガナイズするメカニズムのひとつとして転写コファクターによる
発現調節が挙げられる。遺伝子発現の制御メカニズムにおいて,DNA結合型転写因子だけでは
なく,クロマティン修飾活性を持つ転写コファクターの役割の解明は重要である。


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　魚類の再生現象-メダカのヒレ再生を中心に-・・・・・・・・・・・46
　Studies on Regeneration in Fish : Fin Regeneration in Medaka

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中谷友紀*1　　工藤　明*2

*1 　東京工業大学　生命理工学研究科　生命情報専攻　助手　　
*2 　東京工業大学　生命理工学研究科　生命情報専攻　教授　　

　哺乳類では器官の再生能力はごくわずかな限られた組織にしかみられないが,同じ脊椎動物
に属する魚類では体の様々な器官の再生が可能である。本稿では,メダカのヒレ再生メカニズ
ムに関する最新の研究成果を報告するとともに,魚類でみられる再生現象について簡単に紹介
したい。

～目次～
1.　はじめに
2.　メダカのヒレ再生機構の研究
3.　魚類の再生現象


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　細胞外微小環境-幹細胞のニッチを支える細胞外マトリックス-・・・52
　Extracelluler Matrix as Microenvironment for Stem Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二木杉子*1　　関口清俊*2

*1 　(独)科学技術振興機構　ERATO関口細胞外環境プロジェクト　研究員
　　　;(現所属) 大阪大学　蛋白質研究所　助手
*2 　(独)科学技術振興機構　ERATO関口細胞外環境プロジェクト
　　　;大阪大学　蛋白質研究所　教授

　多くの幹細胞は生体組織内でニッチと呼ばれる特有の微小環境に存在すると考えられてお
り,幹細胞の分化制御機構を理解するためにはニッチの実体を明らかにすることが不可欠で
ある。細胞外マトリックスは細胞の足場となるだけでなく,細胞動態を制御するシグナル分
子としての機能を兼ね備えており,まさにニッチの実体を担う重要な要素と期待されている。
その機能について概説する。

～目次～
1.　はじめに
2.　細胞外マトリックスの構造と機能
3.　幹細胞を支える足場
4.　幹細胞の制御基盤
5.　細胞外環境の研究-これからの展開-


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　幹細胞の未分化性・静止状態を支えるniche・・・・・56
　　Regulation of Hematopoietic Stem Cell Quiescence in the Bone Marrow Niche

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　新井文用

慶應義塾大学　医学部　発生・分化生物学　助手

　成体骨髄における造血幹細胞の幹細胞ニッチの具体的存在は最近になって注目されたばか
りで,そこでいかなるメカニズムにより幹細胞が自己複製し,また,分化増殖していくか,
未だその詳細は不明である。幹細胞のニッチ制御の分子基盤の解明は幹細胞の本体を理解す
る上で非常に重要な課題といえる。筆者は本稿において,「幹細胞周囲の環境分子(ニッチ
分子)との相互作用によって幹細胞の細胞周期,特に静止状態が制御されている」というモ
デルを提唱したい。

～目次～
1.　はじめに
2.　静止期HSCとそのニッチ
3.　幹細胞の制御因子としてのTie2/Ang-1シグナル
4.　幹細胞ニッチの制御と臨床応用
5.　おわりに


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　ヒツジにおけるサルES細胞由来の血液産生・・・・・・・・・・・・・62
　Monkey ES Cell-derived Hematopoiesis in Sheep

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　花園　豊

自治医科大学　分子病態治療研究センター　再生医学研究部　助教授

　再生医療・移植医療の今後の普及を考えると,ドナー不足は明白である。今後の需要を満
たす移植用細胞をES細胞から作り出す技術は重要になる。この種の研究はもっぱら試験内
(in vitro)で行われてきた。しかし,ES細胞からin vitroで分化させることが難しい細胞
も多い。そこで,動物の体内(in vivo)微小環境を利用して,ES細胞を分化させることを考
えた。この考え方に基づいて筆者らは, ヒツジ胎仔肝の微小環境を利用して,サルES細胞か
ら造血幹細胞へ分化させ,最終的にサルの血液をもつヒツジを作り出せないか検討した。

～目次～
1.　はじめに
2.　ES細胞から造血系を再構築する
3.　ヒツジの利用
4.　サル/ヒツジ造血キメラの作製方法
5.　動物工場に向けて


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　肝幹細胞の分離と三次元培養による高次組織構造の再構成　・・・68
　Reconstitution of Liver Tissue Architecture using 3D-culture of Hepatic Stem Cells

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　岡村　愛　*1　　谷口英樹　*2

*1 　横浜市立大学　大学院医学研究科　臓器再生医学　　
*2 　横浜市立大学　大学院医学研究科　臓器再生医学　教授　　

　再生医療に向けた技術開発においては,自己修復能において中心的な役割を果たす幹細胞
(stem cell)の制御が極めて重要である。現在,幹細胞から分化・派生する細胞群がどのよ
うにして組織構造を取りつつ細胞社会を形成するのかについては未解明である。 今後,三次
元培養法などのアプローチにより基盤研究が進展することが期待される。

～目次～
1.　はじめに
2.　フローサイトメトリーを用いた幹細胞分離法
3.　肝幹細胞の分離・同定
4.　幹細胞の三次元培養による高次組織エレメントの再構成
5.　おわりに

　
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　臨床応用への課題-パーキンソン病の細胞移植を例に-・・・・・75
　Basic Issues in Cell Transplantation for Parkinson’s Disease

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　村松慎一

自治医科大学　神経内科

～目次～
1.　パーキンソン病
2.　胎児脳細胞移植
3.　細胞移植の課題
4.　臨床応用を目指して


コラム:ウイルスの科学(第2回)
バクテリオファージの科学と応用(その2)
　　ファージセラピー　・・・・・・・・・・・・・・78

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　丹治保典

東京工業大学　大学院生命理工学研究科　生物プロセス専攻　助教授

～目次～
なぜファージセラピーか
ファージセラピーの手法
溶菌酵素は抗菌剤


TOPICS
　バイオインフォマティクスの国際動向・・・・・・・・・・・・81
　-プロジェクトデータベースについて-
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　八尾　徹

(独)理化学研究所　ゲノム科学総合研究センター


～目次～
・　はじめに
・　バイオデータベースの大きな流れ
(1)　多様なデータベースとデータ量の増大
(2)　アノテーション
(3)　新たな研究領域とバイオインフォマティクス
・　個別プロジェクトデータベース
(1)　AFCS(細胞シグナル伝達システム研究コンソーシアム)
(2)　caCORE(がん研究ネットワーク情報基盤システム)
(3)　ENCODEプロジェクトデータベース
・　おわりに

　
BIO　R&D
　新しい観察技術:3次元内部構造顕微鏡　・・・・・・・86
　New Observation Technique : 3 Dimentional Internal Structure Microscope


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　横田秀夫

(独)理化学研究所　フロンティア研究システム　ものつくり情報技術統合化研究プログラム　VCAT 開発チーム　チームリーダー
;同研究所　中央研究所　生体力学シミュレーション特別研究ユニット　

　3次元内部構造顕微鏡(3D-ISM)は観察対象を切断して,その断面を撮影することを繰り
返してその内部構造を明らかにする新しい観察技術である。本稿では,この観察方法の原理
, 装置構成,試料の処理の概要と共に,生物試料の観察例を述べると共に,蛍光観察法,
共焦点レーザー観察法を組み合わせた最新の3D-ISMによる生物試料の機能解析についても合
わせて紹介する。

～目次～
1.　はじめに
2.　システムの概要
2.1　試料切断部
2.2　断面画像観察部
2.3　画像記録部
2.4　制御部
3.　試料処理
4.　可視化処理
5.　バイオ分野での観察例
6.　生物の機能解析例
7.　おわりに


BIO　INTER-VIEW
　コンサルティングを軸に,創薬・インフォマティクス・先端医療・投資の4事業を協調的に
推進させる　・・・・・・・93
　橋本易周氏に訊く

　3期間の売上成長率1,121%と飛躍的な成長を遂げるメディビック。国内外の製薬企業をタ
ーゲットに行う創薬コンサルティングからニーズを把握し,顧客に合わせてカスタマイズし
たインフォマティクス技術を提供することで成長し,安定的な収益を上げている。 2004年,
同社は新薬開発のスタートおよびプラットフォーム技術の拡充,グループ会社設立と,事業
を大幅に拡大・充実させた。2005年はそれらが本格化する年だと語る。

はしもと　やすひろ氏:大阪大学医学部卒業後,米ハーバード大学医学部に留学。その後,
米ペンシルバニア大学助教授,准教授を歴任。1993年,米シンテックス社,日本研究所所長
に就任。97年,グラクソウェルカム免疫研究所の分子生物研究部門と遺伝子部門の部長に就
任。 2000年, 北海道大学の客員教授に就任し,遺伝子解析の研究を行うと同時にメディビ
ックを設立し代表取締役に就任。(株)メディビック社長橋本易周氏


BIO PRODUCTS
　ゴマペプチド(ゴマタンパク酵素分解物)・・・・・・・・・・・・・・96
　Sesame Peptide

～目次～
1.　概要
2.　物性的・化学的特性および生理活性
2.1　ACE阻害活性
2.2　加工特性
3.　有用性
4.　安全性
5.　市場動向
6.　価格・荷姿
7.　取扱い企業


連載:バイオベンチャー起業物語<第2話>

　植物ハイテック
　植物資源を最大限に活用し植物バイオ産業振興を目指す・・・・・・99

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　横田明穂

植物ハイテック(株)　取締役
;奈良先端科学技術大学院大学　バイオサイエンス研究科　教授

　日本の植物科学研究をリードする大学研究者と植物バイオ産業に携わる企業研究者が集ま
って設立された初めての本格的植物バイオベンチャー。着眼点に特色のある基礎研究をベー
スにした特許を武器に今後の展開が大いに期待される。遺伝子組換え忌避の昨今の潮流の中
をどう切り抜けていくか, バイオ各分野から注目が集まっている。
PROFILE 　よこた　あきほ:1972年,島根大学農学部卒業。77年,大阪府立大学大学院農学
研究科博士課程を単位取得退学。農学博士。大阪府立大学助教授を経て現在,奈良先端科学
技術大学院大学バイオサイエンス研究科教授の傍ら植物バイオベンチャー,植物ハイテック
(株)の設立に関わり取締役を務める。

奈良先端大を中心とする植物研究者集団による設立
植物の持つ機能,物質を最大限に活用
第1期事業計画-25%程度まで抑制された植物の生産力に着目-
その他のシーズ


連載:宇宙環境を利用したバイオ技術-身近にある宇宙技術-
魚の飼育水を浄化するバイオフィルター(1)　・・・・・・・・・・・・105
A Spin-off of Space Technology : A Biological Filter to Maintain Fish Tank Water(1)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　志村隆二

(株)エイ・イー・エス　宇宙ステーション技術部　計画・管理チーム　専門職

現在,巷には「○○○の錬金術」などの大衆本が青少年の人気になっています。有史以来,
「錬金術」という言葉のひびきには,宝物を創出するための夢とロマンと冒険のかおりが漂
う魅力があります。逼塞的で退廃的な社会情勢になればなるほど,その壁をぶち破る若者た
ちの潜在的なパワーをかきたてる激辛の香辛料とも言えましょう。現在の社会にも,今や,
国民の活力と産業再生の大きな推進力になる「ベンチャー起業」というフロンティアスピリ
ッツは,まさに,その「香辛料」とも言えるかもしれません。

～目次～
1.　はじめに
2.　硝化バイオフィルターの開発背景
2.1　水質浄化の必要性
2.2　硝化作用と硝化細菌
2.3　硝化バイオフィルターの開発経緯
3.　硝化バイオフィルターの開発
3.1　純水分離した菌株による硝化作用
3.2　複合微生物系による硝化作用
4.　IML-2における硝化バイオフィルターの水質浄化作用
5.　おわりに