トランスジェニックマウス

医学や生命科学の発展を支える実験動物
がんや感染症などさまざまな病気の原因と治療を研究するために，動物を使った実験が行われています。現代の医学や生命科学の発展に必要不可欠な実験動物とは，どのようなものなのでしょうか？ 人間の遺伝子を組み込んだトランスジェニッ
クマウスについて解説します。

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医学や生命科学の発展に欠かせない動物実験
人間がかかる病気の原因やその治療薬を研究するために，人間を病気にしたり，どのような効果があるかわからない薬を与えたりすることはできません。そこで行われてきたのが，ネズミやサルなどを使った動物実験です。
動物実験には，ハツカネズミを実験室で飼えるようにしたマウスがよく使われます。もちろんマウスは人間とは違う動物ですが，生き物としての基本部分はせき つい共通しています。脊椎動物であれば，種類が違っても同じような病気にかかることがありますし，同じ薬が使われることもあります。また，マウスは比較的短はんしょく期間で繁殖するため，複数世代にわたる実験を行って結果を観察するにも，都合がよいのです。
現代の医学や生命科学は，多くの動物実験なしには成り立たないといえます。

医薬品の安全性を確認
動物実験は，医薬品の安全性を確かめるためにも重要な役割を果たしています。医薬品は，病気を治すだけでなく健康な細胞にも害を与えることがあるため，マウスをはじめとした動物による試験（非臨床試験）を行って，どのような効果があり，どのような副作用があるかをしっかりと見きわめてから，はじめて人間を使った試験（臨床試験）を行います。予防接種のワクチンや，薬局で売っている風邪薬や胃薬，あるいは，もっと重い病気にかかったときに病院で使う医薬品のひとつひとつが，そのような試験に合格しているのです。
さらには，普段私たちが口にしている食べ物や飲み物には，人工的に作られた調味料や着色剤，品質を保つための抗菌剤や保存料などが含まれています。
これらも，実際に使われるまで長期間にわたって動物に投与して，害がないかLet’s Researchどうか安全性を確認しています。

免疫はどのようなしくみではたらくのか調べてみよう。

動物の種類が違うと免疫のしくみが異なったり，生物の細胞のはたらきを利用病気には，動物の種類によって発症するものとしないものがあります。これは，めん えきして増植するウイルスなどが増えられなかったりするからです。そのため，人間がかかる病気についての実験には，免疫不全マウスやトランスジェニックマウスと呼ばれる特殊なマウスが使われています。

医薬品の安全検査のプロセス

52自然界では生きていけない免疫不全マウス
免疫不全マウスは 1960 年代に突然変異（自然に生まれた特別な個体）として発見され，生まれつき免疫を持っていません。免疫とは病原菌やウイルスに抵抗する力です。免疫不全マウスは免疫を持たないため，自然界ではすぐに病気にかかって生きることができませんが，病原菌やウイルスのない専用の飼育室で育てることができます。

免疫不全マウス（外観からは普通のマウスと区別できない）

マウスの体内に移植して人間の細胞を観察
免疫を持たないということは，ほかの生物の臓器を移植しても免疫がはたらかず拒絶反応が起きません。小さなマウスに人間の臓器を移植することはできませんが，細胞組織のかけらを免疫不全マウスの臓器に移植すると，その細胞は増殖し続けるのです。人間の細胞を移植したマウスに薬品や病原菌を与えれば，人間の細胞がどう変化するか観察できます。さらに，どのような薬品を作用させれば病気になった細胞を治療できるかも研究できるのです。
免疫不全マウスは，発見以来さまざまな研究に利用され，感染症や糖尿病，がんなど各種の病気の治療に成果を上げています。

コラム

人間の細胞を移植したマウスの肝臓茶色の部分が人間の肝臓。

細菌やウイルスから体を守る「免疫」

免疫を利用したワクチンのしくみ

人間や動物の身体には，細菌やウイルスなどが入り弱らせたウイルスを接種すると体内に免疫（抗体）ができる

込んだときに排除しようとする「免疫」とよばれるしくみがあります。免疫がうまくはたらいていれば，多少の病原性細菌やウイルスが進入してきても大丈夫なの

弱らせたウイルスですが，身体が弱っているときなど免疫がうまくはたらいていないときには体内での細菌やウイルスの繁殖抗体を抑えきれなくなってしまいます。
免疫のしくみは非常に複雑ですが，一度身体に進入した細菌やウイルスを記憶して，次に進 入したときにウイルス体内に入ったウイルスを抗体が攻撃するので病気になりにくいはよりすみやかに排除するという特徴があります。いわば病気の対抗手段を身体が覚えるわけです。
インフルエンザやはしか，日本脳炎の予防接種やワクチン接種は，それぞれのウイルスの毒性を減らしたものを注射して，わざと軽く感染させることで身体に免疫を持たせるものです。その結果，病気にかかりにくくなり，かかっても症状が軽くてすむようになります。

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医学のために実験動物を開発する
川崎区殿町にある実験動物中央研究所（実中研）は，医学のためにマウスなどの実験動物を開発し，大学や研究機関，医薬品メーカーの研究所などと共同研究しています。
実中研は，第二次世界大戦後，近代的な医療の発展のた
はん しょくめにマウスやラット，スナネズミなどの飼育・繁 殖 方法を研究するために設立され，病原菌を持たない無菌で育てたマウ
ス，免疫不全マウスの飼育と改良，人間の遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスの開発で大きな成果をあげています。特に実中研が開発した免疫のない超免疫不全マウス「NOGマウス」は世界中の研究機関で使われています。
超免疫不全マウス「NOG マウス」

人間の遺伝子を持つトランスジェニックマウス
動物が誕生する際，受精卵が分裂して手や足，臓器といったさまざまな組織に成長します。マウスに受精直後の段階で，精子と卵子の遺伝子が混ざり合うタイミングを見計らって人間の遺伝子を注入することにより人間の遺伝子がマウスの中に入ってしまいます。
その結果，成長したマウスには人間と同じような性質が部分的にみられるようになります。これがトランスジェニック（遺伝子改変）マウスです。
組み込む遺伝子は一部なので，マウスであることに変わりはありません。けれども，人間と似た免疫のしくみを持たせることで，人間と同じ病気にかかるマウ
マウスの受精卵に遺伝子を注入する

コラムスを作ることができるのです。

iPS 細胞と NOG マウス

2012 年にノーベル賞を受賞した京都大学の山中伸
弥 教 授 が 研究している iPS 細 胞は，iPS 細 胞から臓器を再生して人間に移植できることから，再生医療の切り札として期待を集めています。
iPS 細胞を実際に患者さんに使用する前には，がんができないか，ほかの細胞が死んでしまわないかなど，ヒト iPS 細胞（写真提供：京都大学 山中伸弥）細胞が患者さんにとって安全であるかどうかを調べな

iPS 細胞を患者さんに使えるかどうかを調べることがければなりません。

できるのです。

そのために実中研が開発した NOG マウスを使います。NOG マウスに iPS 細 胞を 移 植してみ ることで，

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現在，iPS 細胞の実用化に向けて，NOG マウスを使った実験が行われています。

生命科学の研究が進み，私たちの身体の設計図である遺伝子のどの部分がどのような機能を持っているかが詳細にわかってきました。このような遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスによって免疫機構に関係する研究も可能となり，さまざまな病気の研究に利用されています。

ポリオ根絶に向けて
せきずい

まひ

実中研が作ったトランスジェニックマウスが，ポリオ（脊髄性小児麻痺）の根絶のために使われています。ポリオは，日本ではほぼ根絶されていますが，発展途上国では今でも多くの子どもがかかっていて，治っても手足が不自由になることがある病気です。ワクチンで予防可能な病気ですが，ごくまれにワクチンが強毒化することがあり，接種するとポリオが発症してしまう危険性があります。
もともとポリオは人間とサルしかかからない病気ですが，ポリオにかかるトランスジェニックマウス「ポリオマウス」が開発されたことでマウスによるワクチンの検査が可能となり，より安全なワクチンの開発ができるようになりました。
国際 連合の専門機関である世界保 健 機構（ＷＨＯ）の取り組みによって1988 年に世界 125 か国以 上で 35 万人いたポリオの感染者の報告数が，2012 年には 3 か国で 223 件まで減ってきています。
ポリオ根絶に向けたあゆみ

1988

125 か国以上で発生

2012

3 か国まで減少
出典：WHO

動物実験の３Ｒの原則
このように現在の医学や生命科学は，動物実験によって成り立っているといっても過言ではありません。けれども，動物実験というのは，人間の生活のためぎ せいに動物を犠牲にすることでもあり，生命を尊重する意味では望ましいことではありません。
動物実験については「3R」という国際原則があります。これは，Replacement（代替）：なるべく意識や感覚のない生物に切り替える，Reduction（削減）：使う数を減らす，Refinement（改善）：動物が苦しまないよう実験環境をよりよくすること，を意味しています。

Let’s Research
動 物 実 験 3R の原 則の実 現のために， 何が 必 要か 考えてみよう。

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現在の生物科学・医学においては実験動物をゼロにすることはできませんが，れいちょうるい

免疫不全マウスやトランスジェニック動物の開発により，サルのような霊長類を必要としていた研究をマウスに置き換え動物実験 3R の原則ることが可能となりました。さらに，それまではひとつの薬の開 発のために多くの 種 類の動 物を 使っていたのに対し， 特 定の 病 気にかかる特別なマウスの開発することで， 実 験の効 率を高めて回 数を減らし，犠牲となるマウスの 数も大 幅に削減しているのです。

コラム

殿町 国際戦略拠点「キングスカイフロント」

実中研のある「キングスカイフロント」は，川崎市が性および有効性を正しく評価するための試験・研究や調医療の進歩を支えるライフサイエンスに関連した研究機査を行う「国立医薬品食品衛生研究所」，多くの大学研究関を集めた国際戦略拠点として整備が進められています。

機関や企業が集い，研究開発を行う「ものづくりナノ医療

その中核施設である「川崎生命科学・環境研究センター

イノベーションセンター（iCON）」，外科手術のシミュレー（LiSE）」には，感染病の発生や食の安全・安心に関するション装置を使った医師向けの研修などを行うジョンソ

専門的な試験・研究を行う「川崎市健康安全研究所」がン・エンド・ジョンソン「東京サイエンスセンター」などか どう入居し稼働しています。また，医薬品や食品などの安全殿町国際戦略拠点「キングスカイフロント」

56の建築が進んでいます。

公益財団法人

実験動物中央研究所

場所：〒 210-0821 川崎市川崎区殿町 3-25-12

http://www.ciea.or.jp/

問い合わせ先： 044-201-8510（代表）

Keywords
次のキーワードを組み合わせて，インターネットの検索エンジンで調べてみよう。
免 疫／拒 絶 反 応／幹 細 胞／ヒト化マウス／ワクチン／ iPS 細 胞／ MRI ／NOG マウス／コモンマーモセット

インタビュー

MRI で実験に使用する動物を削減

人間やほかの生物の身体を輪切りのようにして見ることができる MRI（ 核磁気共鳴画像法）という装置を扱う部署を任されています。MRI は医療の現場で広く使われていますが，実中研では人間用のものより小さなMRI で，小さな動物の体の中にある病巣を観察します。
私は，子どものころから「ハイテクな機械」を使った

公益財団法人
実験動物中央研究所
実験動物研究部
画像解析研究室 室長
疋島 啓吾さん

仕事にあこがれを持っていました。そこで，ハイテクなと違って体内の色々な生理現象を追うことができます。

医療機器を使って人の役に立てる診療放射線技師にな生きたまま病気の経過を調べることができるので，ひりました。そして，MRI に興味を持って研究の分野にとつの病気のために使う動物はずっと少なくてすみま進みました。

す。特に MRI は脳の中を調べるためには欠かせない方

MRI は磁力を使って物質のなかの原子の回転をとらえる装置で，骨や筋肉の影を見るレントゲン（X 線撮影）法です。まだ明らかになっていない脳の病気の解明を目指して，日々病気の動物の脳を観察しています。

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