ミトコンドリア①

iPS細胞とミトコンドリア

ひとの体は修復する能力がありますが、限界もあります。
　疾病やケガなどで身体の組織や臓器が激しく痛んでしまった場合、修復できずに機能が失われてしまうことがあります。そして、一度失われた組織や臓器の機能を取り戻すことは簡単なことではありません。臓器移植は、移植可能な臓器の数が圧倒的に不足しており、拒絶反応の問題もあります。また、人工臓器は、性能や大きさ、費用の面で、患者の要求に追いついていません。

そんな患者さんへ一筋の光ともいえる研究が、ノーベル賞を受賞しました。ご存知、京都大学教授の山中伸弥博士です。
「私の人生のすべての目標は、iPS細胞を患者さんのもとに届けること」。ノーベル賞受賞が発表された直後にインタビューに答えた山中博士の言葉です。iPS細胞は、大人の体から取り出した細胞（たとえば皮膚の細胞）にいくつかの遺伝子を与えるなどして作られます。体中のほぼすべての種類の細胞になれる能力（多能性）を持ち、無限に増殖できます。つまり、病気の治療に必要な種類の細胞を、iPS細胞から必要な数だけ作ることができるのです。しかも、患者本人の体からとりだした細胞を使ってiPS細胞を製作し、そのiPS細胞から作った細胞を同じ患者に移植すれば、通常の移植で問題となる拒絶反応の心配もないのです。
　自然には治らない組織や臓器を再生させて、機能を回復させることをめざす医療を「再生医療」といいます。山中博士のiPS細胞は、再生医療の切り札になると考えられています。iPS細胞は、「人工的に誘導された（induced）、多能性をもつ（Pluripotent）、幹細胞（Stem cell）」という意味です。幹細胞とは、分裂して自分と同じ幹細胞を作ることができ、また他の細胞にも変化できる未成熟な細胞のことです。

　iPS細胞で作られた組織も、実は「微小循環」が必要です。そしてさらにもう一つ大切なのは、細胞の機能や人が活動するのに必要なエネルギーを産生するミトコンドリアという器官です。ミトコンドリアは体のほぼすべての細胞にあります。この「微小循環」と「ミトコンドリア」は必須条件です。しかも、このミトコンドリアが正常に機能しないと、細胞の機能低下や老化、ガン、生活習慣病、アルツハイマー病といったさまざまな病気の原因になってしまいます。


康復医学の基本

■細胞内器官ミトコンドリア①

近年の研究手法の発達によって、ミトコンドリアの新たな一面が明らかになってきました。今号より康復医学基礎講座では、細胞内最重要の器官「ミトコンドリア」を特集でお送りいたします。

エネルギー産生工場

体が動く時や考える時、そして心臓が動く時に、体の細胞はエネルギーを消費します。その大部分のエネルギーを作り出す“産生工場”が「ミトコンドリア」です。ミトコンドリアは、細胞の中にある遺伝情報を持つ「核」や、特定の機能を持つ構造「細胞内器官」の中で、健康を支配する最も重要な器官です。

１細胞あたり数百から数千個も存在する

人のミトコンドリアの数は、1細胞あたり100個から3000個ほどとされています。エネルギーを必要とする細胞ほどミトコンドリアの数が多く、心臓の心筋細胞や脚などの骨格筋細胞、神経細胞などでその数は多くみられます。

エネルギー産生システム

ミトコンドリアに運ばれた脂肪酸は、b-酸化によって代謝され、電子伝達系による酸化的リン酸化によってエネルギーの産生が行われます。これが、ミトコンドリアの主なシステムです。
　酸素は本来、原生生物にとって毒となるものでしたが、ミトコンドリアの機能により、酸素から運動エネルギーを獲得できるようになりました。 細胞のさまざまな活動に必要なエネルギーのほとんどは、直接あるいは間接的に、ミトコンドリアから「ATP」というエネルギー源の形で供給されます。
　従来、老化などは生理的な自然現象であり、生物である人間には避けられないものと考えられてきました。しかし、今回のiPS細胞のように、医学や科学技術が進歩したおかげで、身体の働きや細胞のメカニズムが科学的に分析されるようになりました。そして、病気や疲労、美容に至るまで、様々な所でミトコンドリアとの関係が解明される一方、ミトコンドリアの機能の低下が問題にされるようになってきているのです。


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