小保方晴子さんの発見した「外部ストレスにより体細胞が初期化して多能性を持つ」「STAP現象」が存在した事を報告する論文が、科学雑誌「ネイチャー」の姉妹紙でオンライン専用媒体「Nature.com SCIENTIFIC REPORTS」に２０１５年１１月２７日付けで掲載された。

『Characterization of an Injury Induced Population of Muscle-Derived Stem Cell-Like Cells』 損傷誘導性による筋肉由来の幹細胞様細胞（iMuSCs）
http://www.nature.com/articles/srep17355

　※下記に論文の自動翻訳有り


【怪我のストレスにより体細胞が初期化して多能性を持つSTAP現象と同じ研究結果】

　この報告書では負傷したマウスの骨格筋から幹細胞になる新規の細胞集団を発見した＿とある。
「物理的ストレスで体細胞が初期化され、多能性を持つ」とされるSTAP現象と同じ原理が記されている。キメラマウス実験でもこの体細胞から多能性に変化した多能性細胞は脳や肺、心臓にそのGFPが認められた。※参照の事。

【笹井芳樹博士の驚きは幹細胞学者として正しかった】
http://www.nature.com/news/acid-bath-offers-easy-path-to-stem-cells-1.14600　より～

　体細胞が物理的要因で未分化の状態に戻り、多能性を持つ細胞に変化する＿小保方さんの「酸性の液に浸けるストレスにより細胞が未分化の状態に戻り、様々な身体の組織に分化できる多能性細胞になる」事をSTAP現象と名付けた研究結果と同じ原理だと言える。

　外部刺激により、体細胞を幹細胞に出来るとした小保方さんのSTAP実験について故笹井芳樹博士（享年５２）はネイチャーの記者デイビット氏にこう話した。「素晴らしい成果です。私自身、外部からのストレスが細胞にこのような効果をもたらすとは思ってもみませんでした」この驚きは正しかった。ノーベル賞級の研究者でさえも、思いもよらない未知の細胞生態を小保方さんは発見していたのだ。

【小保方晴子さんの発見は真実だった事が証明された】

　小保方晴子さんは細胞培養中、細胞にストレスをかけると分化多能性を持つようになるアイデアが浮かんだという。今回のネイチャーの報告書で小保方さんのアイデアの本筋は間違っていなかった事が証明された。小保方さんは細胞にストレスをかける実験は低酸性液だけではなく、細胞膜に穴を開ける方法や物理的圧迫なども試し、多能性マーカーを発現するようになった、と報告している。

【STAP細胞と全く同じ物ではないが、STAP現象とされる細胞の初期化は証明された】

　物理的圧迫で細胞が初期化し、多能性を持つとする現象が報告された事により、細胞がリプログラミングする事がある、という事が解った。「細胞はいったん分化したら未分化の状態に戻る事は無い、細胞は分化が進んで行くだけ」「体細胞が未分化細胞になり、幹細胞状態として身体組織を作れるようになるなんて事はない」とするSTAP否定派はこの実験結果をどのように捉えるのか？

　論文に引用された小保方さんの論文。
ハーバード留学時代に書かれ、再生医学専門誌「ティッシュ・エンジニアリング誌」に掲載された「The Potential of Ston Cells in Adult Tissues Representative of the Three Gern Layers」
体細胞が多能性を持つようになる研究が実験段階である事を示すために引用されている。博士号を授与される前に、多能性細胞について書いた論文が一流の研究者達の参考になっていた。小保方さんはこの論文を元に博士論文を書いたが、間違って草稿を製本し早稲田大学に提出したために、「不正により学位の授与を受けた」と判定され、学位を剥奪された。

　ご意見ご感想をお待ちします。木星通信　上田　まみ　 <　mjp@mbr.nifty.com　>


　関連ブログ　木星通信　理研STAP細胞論文調査委員会報告、改革委提言等への根本的疑問
bc9a7d3a-s


　
※【ネイチャー論文日本語翻訳】　http://www.nature.com/articles/srep17355

Abstract　要約

我々は最近、負傷したマウス骨格筋からの幹細胞の新規な集団を発見しました。これらの傷害誘導性の筋肉由来幹細胞様細胞（iMuSCs）は部分的に分化した筋原細胞から再プログラムおよび多能性のような状態を表示しています。このような神経性および筋原分化などの複数の系統に分化する能力を含むiMuSCs展示幹細胞の性質;彼らはまた、in vivoでの筋肉の生着の強力な能力を実証する優れた移行容量を表示します。 IMuSCsには、いくつかの多能性および筋原幹細胞マーカーを発現します。胚様体及び奇形腫を形成する能力を有し、そして3つのすべての胚葉に分化することができます。また、胚盤胞のマイクロインジェクションは、iMuSCsキメラ胚に貢献したが、生殖系列伝達を完了できなかったことを示しました。我々の結果は、iMuSCsが負傷した骨格筋の微小環境によって生成された多能性の部分的に再プログラムされた状態であることを示しています。 

Introducion　導入

損傷後の組織修復は、組織常駐前駆体および幹細胞の活性化、および局所および全身の信号に応答する細胞の浸潤の多様性を含む複雑な生物学的プロセスです。哺乳動物の骨格筋の再生には、筋線維の基底膜と筋細胞膜の間に位置する単核細胞の集団である衛星細胞と筋肉幹細胞（MuSCs）、などの常駐筋前駆cells1,2の活性化および増殖に依存しています。 MuSCsは、細胞の機能的に不均一な集団であり、可変増殖速度、マーカー発現プロフィール、自己再生能力、クローン原性および分化capacities2,3を持っています。我々は以前MuSCsうち、iMuSCsの小集団が存在することを発見した、我々のlaboratory4で確立Cre-loxPシステムを用い、損傷したマウスの骨格筋から単離することができます。我々はiMuSCsは、CD34を発現するのSca1（細胞抗原-1幹）、およびPAX7（ペアボックスタンパク質7）だけでなく、vivo5に強い筋原性分化および筋肉の再生能力を提示するだけでなくことが示されています。さらに、我々はiMuSCsは、細胞の挙動を幹実証し、そのような癒さ骨格muscle4におけるCD31 +内皮様細胞などの非筋原性系統に分化することが可能であることを実証しました。ここでは、さらに、それらの形態、マーカー発現プロフィール、多能性、渡り鳥能力と分化能力に焦点を当て、iMuSCsの特有の性質を調べます。

Results　結果

我々の確立された細胞分離法（図1a）を適用することによりiMuSCs正常負傷したマウスの前脛骨（TA）筋から単離しました。三日後、細胞単離後、増殖iMuSCs（約全体筋細胞集団の0.1％）を培養皿に現れました。しかし、細胞は、対照から確立された培養物中に存在していない無傷の筋肉（図1b）。顕微鏡評価は、代表iMuSCsは、直径5-7ミクロンであった比較的大きな核と細胞質の狭いリムが含まれていることが明らかになりました。それらの核はMSX1（MSHホメオボックス1）式（補足図S1aと）とヘキスト33342陽性および取り込まれたBrdU（ブロモデオキシウリジン）となりました。たてPAX7とのSca1（図1c）を発現する少数の細胞であったそのうちの陽性細胞を単離し、またはiMuSCsの初期の人口はMSX1およびCXCR4（CXCケモカイン受容体タイプ4）の割合が高いが含まれていました。全体生検負傷したTA筋肉の遺伝子発現分析は、MSX1、（またPOU5F1と呼ばれる）のOct4、Sox2の制御無傷古い脛骨筋（図1dおよび補足図と比較してアップレギュレート（SRYボックス2）およびNanogの発現がありました。S1bが）。新たに単離したiMuSCsは筋原幹細胞関連マーカー、すなわちのSca1、PAX7およびCD34、およびコア多能性マーカー遺伝子、すなわちのOct4、Sox2のおよびNanog発現した（図1E及び補足図。S1cを）。培養iMuSCsは、13時間の平均の細胞集団の倍加時間を有する筋成長培地中でin vitroで増殖させました。細胞遺伝学的解析は、iMuSCsが正常な女性核型を持っていたことを明らかにしました。しかし、染色体異常は、染色体5（補足図S1D）のためのトリソミーで、その結果、長期培養（継代33）の間に現れました。また、iMuSCsが顕著マイグレーション特性を有していたことを発見しました。タイムラプス運動性アッセイからのデータは、iMuSCsは対照マウス筋芽細胞株、C2C12に比べて長く、より高い速度と距離を移行していることを確認し、コントロールから分離しMuSCsは（図1F）筋肉を無傷。また、iMuSCsはmRNAレベル（図1G）でβカテニンおよびいくつかのカドヘリンを高レベルで発現しました。

体外多能分化アッセイでiMuSCsはMyHC +（ミオシン重鎖）制御MuSCsとC2C12筋芽細胞（図2a）と同様の融合インデックスを持つ筋分化培地中で筋管と融合することができたことを示しました。 iMuSCsもBMP2と骨形成培地内の骨形成系統（補足図S2）に分化することが可能でした。 iMuSCsも簡単かつ効果的に、一週間のために神経幹細胞培地（方法を参照）で一度培養ニューロスフェアの形成を介して神経性系統に誘導することができた（図2b）、制御一次筋芽細胞およびMuSCsはこれらの構造を形成するの兆候を示さありませんでした。 iMuSCsによって誘発されるニューロスフェアは、神経表現型を示し、ネスチン、CNPアーゼとNefm（ニューロフィラメント）（図2b）を表明しました。 3週間後、神経分化培地にラミニン/ポリオルニチンコーティングした単層培養でメッキ再ニューロスフェアは、三つの主要な神経系統（ニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイト）に分化することができ、彼らはMtap2を表明し、βチューブリンIII、Nefm 、ネスチンおよびOlig1 / 2（オリゴデンドロサイト転写因子1/2）（図2B、C） 

さらにiMuSCsの起源を調べるために、我々は、in vivo筋肉内移植試験で行いました。 iMuSCsと制御MuSCs同数のは6 6-8週齢の雄のmdx / SCIDマウス（ジャクソン研究所、米国）のTA筋に注射しました。二三週間の細胞移植後、我々はホストのTA筋肉のユートロフィンとジストロフィン（図2d）の発現を検出し、iMuSCs制御MuSCs（図2d）と比較して、より大きく、より強固なジストロフィン+筋肉移植片を形成していることが観察されました。

我々はまた、iMuSCsの遺伝子及びタンパク質発現プロファイルを明らかにするために、定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qPCR）および免疫組織化学分析を行い、胚性幹細胞（ESC）および筋原幹細胞（C2C12及びMuSCs）にこれらを比較しました。 iMuSCsはESCのと同様に、（B、図3a及び補足図のS3a）のOct4、SSEA1（段階特異的胚抗原1）、Sox2の、CXCR4、MSX1、PAX7、とのSca1を発現したが、より低い発現レベルで。 QPCR分析はiMuSCsがESG1及びDAX1（図3B）を除いて、多能性マーカー遺伝子の大部分を発現することを明らかにしました。しかし、ESCは異なり、iMuSCsは筋原性マーカー遺伝子を発現し、興味深いことに、始原生殖細胞関連マーカーの一部、例えばBlimp1とフラジリス、そのようなCD45またはCD90（図3c）として、他の系統に関連した遺伝子を発現しませんでした。また、iMuSCsは、アルカリホスファターゼ（図3a）に対して陽性でした。これらの結果は、彼らが筋原性メモリ（ESCのに比べて、筋原性遺伝子の例えば、高発現を維持するため、iMuSCsは、に似ていますが、ESCのと同じではないことを示し、容易にin vitroで筋原系統に分化するように誘導され、生体内で）。

iMuSCsの多能性を明確にするために、我々はiMuSCsシャーレで胚様体（EB）（図3d、e）を形成することができることを示したin vitroでのassays6,7分化を行いました。浮遊培養で7日後、EBを拡大し、自発的分化を開始した外胚葉と中胚葉胚葉種々の誘導体にし、さらに2週間培養した後、付属のEBは、神経のような構造に包含多核筋管を収縮を形成した（図3F 、G）。我々はさらに、in vivoで奇形腫形成によってiMuSCsの多能性を検討しました。 7週間のSCIDベージュマウス（ジャクソン研究所、米国）に移植すると、iMuSCsは（90％、N = 7）は、3つの胚葉の代表組織を含む（図4a）奇形腫を形成しました。組織学的検査はiMuSCsは、神経、筋肉、および脂肪組織、および上皮に分化することを明らかにしました。奇形腫は、移植された細胞から直接形成されたことを確認するには、iMuSCsは、注射の前にβ-galで事前に標識し、我々はLacZを（図で染色したとき奇形腫内のすべての3つの胚葉誘導体は、β-galの+細胞を含んでいた検出した。図4b ）。

iMuSCsはキメラマウスを生じさせることができるかどうかを評価するために、胚盤胞注入アッセイを行った（図4c）。我々は、標準的なprocedures8以下のマイクロインジェクションによってのBALB / c（ジャクソン研究所、米国）胚盤胞に未分化のβ-gal +および単一細胞としてのGFP-予め標識iMuSCsを移しました。我々は、6が適切に開発され、胚にGFP + iMuSCsの寄与を示し、E14で8胚を得ました。 β-galおよびGFP発現細胞の高～中程度の貢献は、これらのE14のキメラ胚（図4c、dおよび補足図S4aでは）で見ることができました。組織学的分析は、iMuSCsはすべての3つの胚葉（図4E及び補足図S4bと）に寄与していることを確認しました。 iMuSCs注入した胚盤胞由来子孫が生まれ、正常に開発されました。この実験を3回繰り返した後、私たちは白衣（補足表S1）を持って生まれた23匹の子、すべてを得ました。自分の髪がiMuSCsが表示されませんでしたが、生殖系列伝達、免疫染色およびqPCR分析は、図（例えば、皮膚、筋肉、心臓、肺、腎臓、脾臓、および脳などの仔のいくつかの組織でのLacZ +およびGFP + iMuSCsの存在を明らかにした。4Fと補足図ステップS4c）。

Discussion　議論

矛盾した結果が、様々なgroups9,10,11,12,13,14,15によって報告されているので、成体組織における多能性細胞様細胞の存在は、年間の論争の種となっています。しかし、研究は、これまで、そのような多能性幹細胞は、分化した体細胞組織から生じ得ることを証明していません。本研究では、細胞の再プログラミングが骨格筋を負傷しているときに発生する強い刺激することによって開始することができることを明らかにしました。このように、我々が負傷骨格筋から再プログラムさiMuSCsを単離することができました。

まとめると、我々の知見は、iMuSCsこれまで研究されたすべての細胞型とは異なる特性（形態、大きさ、および遺伝子発現プロフィール）を有する細胞のユニークな、非常に敏感な集団であることを示しています。 IMuSCsはESCの代表的ないくつかの特徴を表示する（細胞質の狭い縁に囲まれた例えば大型核、高い核/細胞質比、開いたクロマチン、非構造化核質、及び染色体の二倍体数）（表1）だけでなく、いくつかの多能性を表現するだけでなく、マーカー遺伝子は、筋原性遺伝子の高い発現レベルを維持します。また、本研究の最も注目すべき発見はiMuSCsは、in vitroおよびin vivoでの多能性のための基準のいくつかの成就ということでした。しかし、我々は、胚盤胞のマイクロインジェクション後に生殖系列伝達とiMuSCsを得ることができませんでした。これはiMuSCsは、多能性マーカーの低い遺伝子発現プロファイル（例えば、あるOct4、Nanogの、及びSox2の）を有するとのESCと比較した場合、ESG1及びDAX1発現を欠いているという事実に起因し得ます。それはiMuSCsによってのBlimp1、フラジリスおよび筋原性マーカー遺伝子の比較的高い発現がこの観察に寄与​​し得ることももっともらしいです。これらの結果は、iMuSCsが多能性を完全に退行し、おそらく彼らの筋原組織起源のエピジェネティックな記憶を保持していないことを示しています。このようなDNAメチラーゼまたはNanogの過剰発現の阻害などiMuSCsのさらなる操作は、潜在的に完全な多能性を達成するためにiMuSCsをプッシュすることができます。 
タグ ：
STAP
STAP細胞
小保方晴子