研究者らが試験管内で人工卵子を作る取り組みを開始 - 海南ライトニングファスト株式会社

ミーガン・モルテーニ 2022年7月28日

今年初めに発表されたあまり注目されていない研究で、オレゴン健康科学大学の科学者らは、これまでに使用されたことのない生殖レシピで作られた3匹の子マウスの誕生を報告した。研究者らは一般的なクローン技術を用いて、ある雌の卵から遺伝物質を取り出し、別の雌の皮膚細胞の核DNAと置き換えた。次に、新しい化学カクテルを使用して、卵を少しずつ動かして新しい染色体の半分を失い、マウスの精子で受精させました。

生殖医学のより野心的なムーンショットの1つである体外配偶子形成の達成に向けた大きな一歩として、先駆的な生殖能力研究者のシュークラット・ミタリポフ率いるグループは現在、同じ方法を使用して試験管内で人工ヒト胚を作製することを計画している。

この研究が成功すれば、不妊症の治療、遺伝性疾患の予防、そして同性カップルが遺伝的に関連した子供を産む可能性が開かれるという大きな可能性を秘めている。

「これは、ハイリスク、ハイリターンタイプのプロジェクトの一つです」と、ミタリポフの実験に使用されたヒト卵子を収集するOHSUの産婦人科および不妊症の専門家であるポーラ・アマト氏は語った。「それがうまくいくかどうかはまだわかりませんが、加齢に伴う出生率の低下は私たちの分野では依然として解決できない問題です。そのため、ここで真のニーズを満たしてくれる民間資金提供者に私たちは永遠に感謝しています。」

ミタリポフ氏は、OHSU の胚細胞および遺伝子治療センターを指揮しています。 2013 年に設立されたこのセンターは、遺伝性疾患をいつか予防するという目標を掲げ、生殖補助医療と遺伝子修正技術を組み合わせることに重点を置いています。

ヒト細胞における体外配偶子形成（IVG）に関するこのグループの研究は、Facebookの共同創設者であるダスティン・モスコヴィッツ氏と彼の妻カリ・ツナ氏が主に資金提供している助成金団体であるオープン・フィランソロピーからの賞によって可能になった。今後3年間で400万ドル。資金の注入とミタリポフのような有名な科学者の関与により、卵子と精子の大量生産をめぐる倫理的および法的問題がより緊急になっていると専門家がSTATに語った。

米国には、この種の IVG 作業を禁止する連邦法はありません。しかし、議会はヒト胚を作成、破壊、または故意に害を与える研究が連邦資金を受けることを禁止している。州レベルでは、ヒト胚研究を管理する法律は大きく異なり、11 の州が完全に禁止し、5 つの州が明示的に許可しており、その間には多くのグレーゾーンが存在します。

IVGが研究所から不妊治療クリニックに移るには食品医薬品局の許可が必要となる。 FDAがそれを検討できるかどうかはまだ不明だ。現在、支出法案の特約により、FDAは遺伝子操作された胚による妊娠の開始を含む臨床試験の実施要請を受け取ることができない。 2019年、議会は科学者やミトコンドリア補充療法（3人体外受精とも呼ばれる）の支持者からの要望を受けて禁止規定の修正を検討したが、最終的には禁止規定を更新した。ミトコンドリア置換療法は、卵子および精子からの遺伝物質と女性ドナーからのミトコンドリアを組み合わせる処置です。

体細胞 DNA と卵子が異なる人からのものであれば、IVG のための体細胞核移植も同じ規定に該当する可能性があります。しかし、それらが同じ人物からのものである場合、それは抜け穴を意味する可能性があります。

一部の生命倫理学者は、IVGが簡単に利用できるようになると、優生学の新時代、つまり将来の親が大量の胚を作り、遺伝ツールを使って「最良の」胚を選択できるシナリオが到来する可能性があると懸念している。 IVG はまた、同意のない親子関係の不安を引き起こしますが、これは現在、ほとんどの州法が対処する準備が整っていません。

「これが臨床的に利用可能になれば、誰の細胞をどのような条件で使用できるかという正当な疑問が生じ、規制当局の回答が必要になるだろう」とスタンフォード法生命科学センター所長のハンク・グリーリー氏は述べた。セックスの終わり」では、インビトロ配偶子形成の将来について考察しています。「そうなるのか？私たちには分からない。しかし、ミタリポフは確かに自分が大胆で創造的な科学者であることを証明しており、私の観点からは、彼のグループが遺伝的赤ん坊を持ちたくても産めない人々を助ける取り組みに参加することは良いことだ」それを安全かつ効果的に行うことができればの話だが。」

ミタリポフの研究室は、長年にわたって限界を超える科学のインキュベーターとして機能してきました。 2009年、彼と同僚は、サルの卵細胞にある不具合のあるミトコンドリアDNAを健康なバージョンと交換する方法を発見した。これは、ヒトにおけるミトコンドリア置換療法への道を開く画期的な進歩である。 2013年に、彼らは初めてクローン人間の胚から胚性幹細胞の系統を作成した。数年後、彼らは CRISPR を使用して生存可能なヒト胚の遺伝子変異を修正することを試みた米国初のチームとなりました。

しかし最近まで、体外配偶子形成 (IVG) は彼のやるべきことリストに載っていませんでした。

配偶子は、将来の世代である精子と卵子を生み出すことができる細胞です。 IVG の背後にある考え方は、発育中の動物の体内ではなく、試験管内でそのような種類の細胞を生産することです。

近年、科学者らが人工多能性幹細胞から人工配偶子を作製することが話題になった。しかし、ミタリポフ氏のグループは、放棄される前にIVGで初期の成功を収めた、はるかに古い技術である体細胞核移植を復活させる計画を立てている。

体細胞核移植は、スコットランドのロスリン研究所の研究者によって開拓されました。この技術を使って最初の哺乳類、ドリーという名前の羊のクローンを作成することに成功した後、科学者たちは、さらにいくつかのハードルを乗り越えることができれば、この技術を人工配偶子の生成に使用できる可能性があることに気づきました。

クローン作成では、空になった卵子は体細胞ドナーから完全な染色体セットを受け取り、研究室で刺激されて分裂を開始します。その結果として生まれる子孫は、その体細胞と遺伝的に同一になります。

人工卵母細胞を作成する手順は技術的にはクローン作成と似ていますが、精子との受精後にユニークな個体が生成されます。しかし、得られた胚が適切な数の染色体を持つためには、ドナー DNA を半分に切断する必要があり、これは一倍体化として知られるプロセスです。卵母細胞には、細胞周期の適切な段階で体細胞DNAが導入されると、その調整を行うための機構が備わっています。

ドリーが生まれてから 4 年後の 2000 年に、スペインの研究者がこの方法を使用して最初のヒト人工卵母細胞を生成しました。彼らはそのうちの3つを受精させ、得られた胚を2細胞期で凍結した。その計画は、妊娠できなかった女性の子宮に凍結胚を移植することであり、夫と遺伝的に関連のある子供を産むための最後の試みとして、彼女の体細胞DNAをドナー卵子に滑り込ませることに同意した。

しかし、同じプロトコルをマウスでテストしたところ、その効果をより詳細に調べることができましたが、染色体は意図したように分離しませんでした。その直後、ヒト生殖のための体細胞核移植はスペインを含む多くの国で禁止された。

IVG 分野は、数年後にあらゆる種類の細胞を採取し、その発生時計をより原始的な状態に巻き戻す方法が発見されたことを契機に前進しました。日本の科学者チームは、適切な化学的手がかりを用いて、これらの多能性幹細胞を動かしてマウスで機能的な配偶子を生成させた。 2011年に最初の精子が誕生し、その5年後に卵子が誕生した。しかし、人間でも同様の結果を生み出すのに苦労しました。

同グループは2018年にヒトの未熟卵をゼロから作ることに初めて成功した。しかし、このプロセスはあまり効率的ではなく、実験室でマウスの胚細胞から作成したミニ卵巣でヒト幹細胞を培養する必要があり、資源を大量に消費するプロセスであり、大量生産にはまったく適していなかった。

そのため、OHSU の博士研究員 Eunju Kang が IVG のための体細胞核移植のアイデアを再検討することを提案したとき、Mitalipov は当初懐疑的でした。しかし、彼女の最初のマウス実験からのデータは説得力があることが証明されました。ミタリポフ氏はこのプロジェクトを支援し、2002年にクローン技術を使って人工ヒト卵子の生成に成功した生殖内分泌学者ジャンピエロ・パレルモ氏を含む、ニューヨークのワイル・コーネル医科大学のグループと提携した。彼らはマウス実験の結果を発表した。 1月にネイチャーコミュニケーション生物学で博士号を取得。

OHSU チームは現在、これらの方法を応用して、適切に分離された染色体を持つ人工ヒト卵子を生成できるかどうかを確認しています。成功すれば、それらの卵子に精子を受精させ、得られた胚を研究室で5、6日間育てて、正常に発育するかどうかを確認する予定だ。

彼らは、この方法は古いものではあるが、Conception、Ivy Natal、Gametoなどの人工卵子製造スタートアップ企業が現在進めている人工多能性幹細胞技術よりも優れていることが証明されるだろうと賭けている。

このアプローチでは、細胞を数日ではなく数か月間培養する必要があるため、エピジェネティックなプログラミングエラーや染色体の不安定性につながる可能性があります。ミタリポフ氏はまた、天然の卵子から始めることで、ドナーDNAから細胞の記憶を剥ぎ取り、全能性として知られる原始的な状態に戻すことが容易になると信じている。これは、胚が最終的に生命体を構成するすべての特殊な組織を発達させるための重要なステップである。人体。

サイエンスライター

Megan Molteni は STAT のサイエンスライターで、ゲノム医学、神経科学、生殖技術をカバーしています。

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