幹細胞部門

多 能 性 幹 細 胞 分 野 Pluripotent Stem Cell Biology

何にでもなれる
多能性 はどう保たれるのか
マウスES細胞の原理に迫る

教授

丹羽 仁 史Proﬁle1989年 奈良県立医科大学医学部医学科卒業
1993年 熊本大学大学院医学研究科修了、医学博士
1994年 エジンバラ大学研究員
1996年 大阪大学医学部助手
2001年 理化学 研究所 発 生・再生科 学 総合研究センター・チームリーダー
2015年 熊本大学発生医学研究所教授

References●Yamane, M., Ohtsuka, S., Matsuura, K., Nakamura, A. and Niwa, H.:
Overlapping functions of Kruppel-like factor family members: targetting
multiple transcription factors to maintain the naïve pluripotency of mouseembryonic stem cells. Development, 145, 2018.
●Niwa, H.: The principles that govern transcription factor network
functions in stem cells. Development, 145, 2018.
●Niwa, H., Nakamura, A., Urata, M., Shirae-Kurabayashi, M., Shigehiro,K., Russell, S., and Ohtsuka, S.: The evolutionally-conserved function ofgroup B1 Sox family members confers the unique role of Sox2 in mouse
ES cells. BMC Evolutionary Biology, 16, 173, 2016.
●Nakai-Futatsugi, Y. and Niwa, H.: Zscan4 is activated after telomere
shortening in mouse embryonic stem cells. Stem Cell Reports, 6,1-13, 2016.
●Niwa, H.: A stepping stone to pluripotency. Cell, 163, 1570-1572, 2015.
●Ohtsuka, S. and Niwa, H.: The differential activation of intracellularsignaling pathways confers the permissiveness of embryonic stem cell
derivation from different mouse strains. Development, 142, 431-437, 2015.
●Niwa, H., Ogawa, K., Shimosato, D. and Adachi, K.: A parallel circuit of
LIF signaling pathways maintains pluripotency of mouse ES cells.
Nature, 460, 118-122, 2009.

何にでもなれる 細 胞だといわれます。
多能 性 維 持の 分 子 機 構にはまだ謎も多く、
丹羽 仁 史教 授はその 解 明を目指し 、日々研究を続けています 。

世界中で自分だけが知っている瞬間がある何にでもなることが できる多能 性幹 細 胞。代の安定培養の検討が主な研究となり、ES細胞に表的なものとして、受精卵からつくられる胚性幹興味を持ちました」。その後、多能性幹細胞を解析

そん な「研 究」の 魅 力を、丹羽 教 授はこう語り細 胞（ES細 胞）がよく知られて いま す。しかし、するイギリスの大学へ留学し、以来約20年にわたます。
「 知るタイプの 研究、つくるタイプの 研究、何 に で も な れ る と いう 機 能 がどのように 決り、この分野の研究を続けています。

そのどちらも、ある瞬間、世界中のだれも知らなまっているのか、そこにはまだ解明されていない

ES細 胞を扱う研究というと、再生させ何かをいことを自分だけが知っている、その状態をつくことが多く存 在します。その謎に挑むのが、マウつくる、というイメージがわきがちですが、「 私のることができることです」。本で何かを学ぶこと

スのES細 胞の多能性 維 持の分 子機 構 解明を研

研 究 は多 能 性 幹 細 胞 そ の もの の 性 質 を 扱うもはできても、そ れ は す でに 誰 かが 知ってい るこ

究テーマとする丹羽仁史教授。
「 ES細胞は、特定の。そこから何かをつくる、という研 究ではありと。
「 インターネットも同じです。検 索して知るこの培養 条 件のもとでだけ多能性を維 持したままません」と丹羽教授。マウスのES細胞を研究してとは、すでに誰 かが知っていることですよね。そ自己複 製を繰り返し、培 養 条 件を変えれば分 化いるのも、多能性の検証が可能だからです。一時うではなくて、ある瞬間純 粋に、世界中で自分だします。特 定の培 養 条 件でだけ多能性を維 持すはヒトのES細胞も扱っていましたが、「 多能性をけが知っている状 態になることができるのが研る仕組みとは何か、それが 問い です」。

検 証する一 番 の方法は、幹 細 胞 が身体のすべて究の現場です。自己満足かもしれませんが、それがモチベーションになってもいいはずです」。

多 能 性 幹 細 胞というと、今 はiPS細 胞 に注目になれるか確認すること。マウスはキメラをつくが集まります。
「 ES細 胞 で 動 いてい る転 写 因 子ることで検 証できますが、ヒトでは不 可能です。

もちろん、そん な 瞬 間を味 わうためには 努力を体 細胞に入れると、ES細胞のような多能性をマウスでやるからこそ意 味 がある研究と言えまが 不 可欠。
「 努力すればそういう瞬間に出会うこ持つ 細 胞になるという事 実を示したのがiPS細す」と丹羽教授は言います。とができる。研究の世界はプロ野球と同じで、ド胞 で すが、な ぜそうなるのかという仕 組み はま

そんな丹羽教授は、近年の研究は、「何かをつくラフトである程 度 選 抜されて入っても、一軍で活だ 説 明 できていませ ん」と丹 羽 教 授。研 究 が 進る」という医 学工学 的 志 向が 強 いと感じていま躍 できる人は わずか。そういう世界 な んだといめば、体 細 胞 が 一定の転 写 因 子によってな ぜリす。もちろんそういった研究も必要ですが、「一方う覚悟と強い意 志をもって来てもらうべき世界プログラミングされるのか、その 問い の答えもで、 知る というモチベーションもあってしかるべだと考えています」。

見つかると、丹羽教授は語ります。

き。iPS細胞もいきなりできたわけではなく、一つ「知りたい」が動機の研究があっていい17

ルマウスをつくることが目標で、その中でES細胞ひとつの分子機能を解析し、知るためのアプロー
チをした助走期間があったからこそ次に進めたわけです。知ることなくつくろうとすると失 敗しま

丹羽教 授は、大学院時 代を熊 本 大学の山村研す。 知 ること を きっちりとやらな い と い け な

一教授のもと、ノックアウトマウスをつくる発生工い」。丹羽教授の、基礎研究に対する揺るぎない思学の最 先 端の現場で過ごしました。
「病 気のモデいです。

ひとし

niwa@kumamoto-u.ac.jp

胚 性幹 細 胞（ ES 細 胞）に代 表される多能 性幹 細 胞。

多能性を維持する仕組みとは何かにわ

Epigenetic regulation for ensuring diﬀerentiation

Transcription factor network
for maintaining pluripotency

Self-renewal

diﬀerentiation

ES cellDiﬀerentiated cell

Network transition
for directing diﬀerentiation

准教授

助教

岡野 正樹 おか の まさき

遠藤 充浩 えんどう みつひろ

多能性幹細胞の分化過程において、いつ、どのように、多能性が制限されていくのか、転写因子とエピジェネティクスの機能解析をとおして探っていきます。あわせて、エピジェネティクス制御のひとつであるDNAメチル化の形成・維持のしくみを明らかにしていきます。

多能性幹細胞は、適切な条 件で培養すると、未 分化状態を保ちつつほぼ無限に増殖し続けることができます。その背景となる仕組みについて、転写因子とエピジェネティクス、さらにエネルギー代謝の役割に注目した研究を進めていきます。

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