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どうして、細胞の分化が、こうも“研究者の卵”の心をとらえるのだろう？私たちのからだけ、神経の細胞、筋肉の細胞、血液の細胞などなど、かたちの上でも、働きの上でも、それぞれ際立った特徴をつき、さまざまな細胞から成り立っている
細胞がこのような特徴をそなえ、別の細胞に分かれていくことを「細胞の分化」という
しかも、一つの個体をつくる細胞はそれぞれ多種多様に分化しているにもかかわらず、もとはといえば、すべて、一個の受精卵から出発して、分裂してきたものである
細胞分化の仕組みは、古代から「生物の不思議」として人の注目を集め、いろいろと研究が行われてきた
けれども、ほとんどの研究は動物の個体の中で細胞や器官のかたちがどのように変わって分化していくか観察したもので、「生物のなぞ」は一層深まるばかりであった
分子生物学や遺伝子工学が進歩した今日でも、この「なぞ」は一向に解き明かされていない
ところが、若い人たちによく聞いてみると、「細胞の分化」といっても、各人それぞれ考えていることが違うことに気がつく
ある人は、受精卵からさまざまな細胞に分化していくメカニズムを研究したいと考え、また、他の人は、試験管の中で細胞を培養しておき、種類の違う細胞に変化していく仕組みを明らかにしたいという
前者は、あくまでも、動物個体が成長していく過程で細胞が分化することを指しており、こうした研究は、「発生生物学」と呼ばれてきた学問領域である
ところが分化の仕組みを研究するには、これまで述べてきたガン遺伝子の研究の筋道からわかるように、どうしても、試験管やシャーレの中で細胞の分化を行わせ、その間にどのような遺伝子が働いているか調べるところから始めなければならない
しかし、現在のところ、「細胞が培養できる」といっても、受精卵を育てて、試験管の中で受精卵から成長した個体を作るまでの過程で実験操作を加えて遺伝子などの働きを調べる研究は「発生工学」と呼ばれ、この数年の間に大きく発展してきたが、このような最先端の研究技術でさえ、操作した受精卵や胚は動物の体内に戻して育てなければならない
培養細胞には、胎児から取り出されたか、成長した個体から取り出されたかの違いもあるし、どこの臓器の細胞かという違いもある
また、正常細胞もあるし、ガン細胞唇ある
さらに、初期培養の細胞もあれば、不死性をもっていていつも同じように増える細胞もある
からだの中にあったときと必ずしも同じではないが、皆それぞれ、「個性」をもっていて一定の状態に分化している細胞である
そうした一定の分化状態にある培養細胞が、性質を変え、違う「個性」を変わる、つまり異なった分化の状態になるとすれば、その間にどんなことが起こっているか調べることが細胞の分化を研究する一つの方法となるであろう
したがって、「培養細胞を使って細胞の分化を研究する」ことは、個体の成長の過程で細胞が分化する現象と直接関係のない「細胞の個性の変化」を扱うことになりかねない
ただ、培養細胞を使った研究が「分化のモデル」となると考えられるし、また、いきなり個細胞の分化、ガンの転移とガン遺伝子体レベルの研究といっても無理なので、培養細胞で基本的な「細胞分化」のメカニズムを解き明かしていこうと考えているのである
それは、細胞のガン化のメカニズムを研究するときに、マウスの培養細胞であるＮIＨ／３Ｔ３にトランスフォーメーションを起こす実験を使うことに似ている
生物学の研究では、実験と実際の生命現象との間にはこうした隔たりがあって、実験結果が何を意味するか慎重に考察しないと誤りを犯すことになってしまう
このように、研究を進めるにあたっては、「分化」をどうとらえるかよく考え、それを実際の実験でどう攻めるか、はっきりとさせておくことが大切である
そうしないと、あいまいな点にひっかかって、優れた研究結果を得られないし、また、自分の研究テーマをなかなか決められないことにもなってしまう
さて、K君は、「細胞の分化」を研究したいと希望した医学部の学生（現在、大学院学生）の一人である
彼は、PC12と命名された培養細胞が神経細胞に分化するメカニズムについて研究しようということになった
この細胞はラットのフェオクロモサイトーマというガンから取り出され培養されたものである
このガン細胞は、腎臓の上に接していてホルモンを分泌している「副腎」という小さな臓13器の中心部（髄質）に分化する細胞によく似た性質をもっている
この細胞の培養液の中へ「神経成長因子」という神経細胞に作用する細胞増殖因子を加えると、それまで円いかたちをしていた細胞が、急に長い“足”を出してきて、神経細胞とそっくりのかたちに変化してくる
細胞の“足”は「神経突起」と呼ばれるものの一種で、からだの中では神経細胞に特有なものである
しかも、細胞の中へごく小さな電極をさし込んで弱い電気刺激を加えると、反応して、生体の中の神経細胞と同じように、電気を出す働きも現れる
つまり、かたちばかりでなく、からだの中の神経細胞と同じ働きをもつように変化する
だから、この細胞は神経成長因子の作用で神経細胞に分化したといえるだろう
K君は、この細胞に神経成長因子を作用させたとき、どのような遺伝子が働いて、神経細胞に分化するか調べたかったのである
ところが、この培養細胞はシャーレの中での増え方が遅く、実験がやりづらかった
遺伝子を取り出したりする遺伝子工学の実験には、比較的大量の細胞からＤＮＡやメッセンジャーDＮＡを抽出することが必要である
そこで、当時、私の研究室の助手であったN博士（現在、理化学研究所）は、ガンウイルスでトランスフォーメーションを起こさせれば、細胞を早く増やせるかもしれないと考えたのである
早速、N君は、PC12細胞に、ラス遺伝子を運んでいるカーステン肉腫ウイルスを接種してみた
ところが、どうしたことか、神経成長因子をまったく加えないのに、この細胞は足を延ばし、神経成長因子を作用させたときと同じような変化を示したのである
そこで、N君が中心となり、この分化した細胞の性質を詳しく調べた
その結果、神経細胞で特徴となっているいろいろな酵素が作られていたりして、どうしても、神経細胞に分化したと考えることが妥当のようであった
以前から神経細胞の培養をおこたっていたこの方面の第一人者であり、PC12細胞を分けてくれた人でもあるM化成生命科学研究所のA.T博士のところに、N、Kの両君はこの実験結果について相談に行ったのである
そして、A.T研究室のO.A博士が、ガンウイルスによって神経細胞に分化した細胞に電気的な働きがあるかどうか調べてくれることになった
こうして、細胞を増えやすくしようというささいな動機から、「ガン遺伝子は細胞の分化誘導に働く」という重大な結論が導き出されたのである
さらに、私たちがこの実験結果を発表した翌年、一九八六年になって、ニューヨーク州立大学のＮ、Hたちは、ラスタンパク質に対するモノクローナル抗体をPC12細胞にあらかじめ注入しておいてから、神経成長因子を培養液に加えるという実験を報告した
この実験では、分化が起こらなかった

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