iPS細胞とは？「どんな細胞にもなれる」とはどういうことで、なぜ薬の材料になるのか

iPS細胞（人工多能性幹細胞さまざまな細胞へ分化できる能力を持つ幹細胞。オルガノイドなどの出発材料になる。詳しく →）とは、皮膚や血液などの体の細胞に数個の遺伝子を入れて、体のさまざまな種類の細胞になれる状態に戻した細胞のことです。その性質を保ったまま増やせるため、心筋や神経の細胞に変えて患者に移植する、細胞の薬の材料に使われます。

ただし、患者に移植するのはiPS細胞体細胞を初期化して作る多能性幹細胞。同一株から繰り返し分化・製造でき均質性を高めやすい。詳しく →そのものではなく、そこから変えた細胞です。どんな細胞にもなれる性質は材料としての強みですが、変わりきらずに残った細胞は腫瘍のもとになるおそれがあります。

この記事では、iPS細胞の2つの性質、作り方、ES細胞（胚性幹細胞）との違い、薬の材料になる理由、日本での使われ方、使うときの注意を順に説明します。

1. iPS細胞とは何か

iPS細胞とは、すでに種類の決まった体の細胞を、まだ何の細胞にもなっていない状態に戻した細胞のことです。

体の細胞は、受精卵が分裂を重ねる途中で、心筋や神経、皮膚などの種類に分かれます。特定の種類の細胞へ変わることを分化、まだ分化していない状態を未分化と呼び、分化した細胞は、ふつうはほかの種類に戻りません。

未分化の状態に戻ったiPS細胞は、次の2つの性質を持ちます。

• 多能性⁠：心筋、神経、網膜など、体を作るさまざまな種類の細胞になれる性質です。
• 自己複製⁠：多能性を保ったまま、分裂して増え続ける性質です。

移植用の細胞ができるまでは、体の細胞をiPS細胞に戻す初期化、自己複製で増やす段、目的の細胞へ変える分化誘導幹細胞を、発生過程を模した因子の切り替えによって神経・心筋など目的の細胞へ段階的に方向づける操作。詳しく →の3つの段です。

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では、すでに分化した体の細胞を、どうやって未分化の状態に戻すのか。

2. 体の細胞から、どうやってiPS細胞を作るのか

iPS細胞は、ES細胞で働いている遺伝子から選んだ4つを体の細胞に入れ、ES細胞と同じ条件で培養して作ります。 ES細胞は、受精卵から育った初期の胚から作る、多能性を持つ細胞です。

入れた遺伝子からは転写因子（ほかの遺伝子の働きを切り替えるタンパク質）が作られ、細胞を未分化の状態へ書き換えます。この書き換えを、初期化と呼びます。

最初の報告は2006年で、マウスの線維芽細胞（皮膚などで結合組織を作る細胞）にOct3/4、Sox2、Klf4、c-Mycの4つの遺伝子を入れました。この細胞を免疫の働きが弱いマウスの皮下に移植すると、3つの胚葉（体の組織のもとになる3つの細胞の層）すべての組織を含む腫瘍ができました。これにより、多能性を持つことが確かめられています（Takahashi K, Yamanaka S. 2006）。

2007年には同じ4つの遺伝子で、大人の皮膚の細胞からヒトのiPS細胞が作られました。形や増え方、遺伝子の働き方は、ヒトのES細胞とよく似ていました（Takahashi K, et al. 2007）。

一方で、最初の方法はレトロウイルス（自分の遺伝子を細胞の染色体に組み込むウイルス）を使ったため、入れた遺伝子が染色体に残りました。その後、iPS細胞から作ったキメラマウス（体の一部がiPS細胞に由来するマウス）の子の約2割に、残ったc-Mycが再び働いたことによる腫瘍ができています（Okita K, et al. 2007）。

そのため、臨床に使うiPS細胞では、遺伝子が染色体に組み込まれない方法が選ばれます。例えば、分裂を重ねるうちに細胞から抜けていく環状のDNA（エピソーマルベクター）で入れる方法があります（Okita K, et al. 2011）。染色体に入らないRNAウイルスの、センダイウイルスを使う方法も報告されています（Fusaki N, et al. 2009）。

3. ES細胞と何が違うのか

ES細胞とiPS細胞は、どちらも多能性と自己複製を持ちますが、何から作るかが違います。 ES細胞は受精後6〜7日の胚盤胞（受精卵が分裂を重ねてできた初期の胚）から作り、iPS細胞は体の細胞から作ります（京都大学iPS細胞研究所）。

ES細胞は、不妊治療で使われずに廃棄が予定された受精卵から作りますが、胚を壊すことに抵抗を感じる人は少なくありません。また、iPS細胞は本人の細胞から作れるため、変えた細胞を本人に移植しても拒絶反応は起こりにくいと考えられています。

つまり、iPS細胞は、ES細胞とよく似た性質を、胚を使わずに本人の細胞からも得られる細胞です。

4. なぜ細胞の薬の材料になるのか

iPS細胞が細胞の薬の材料になるのは、人の体から集めにくい細胞を、1つの株から同じ手順で繰り返し作れるからです。 細胞の薬とは、生きた細胞を培養などで加工して移植し、失われた働きを補う製品で、日本では医薬品医療機器等法 第2条第9項の再生医療等製品にあたります。

株とは、iPS細胞を作ったときに1つの系統として選び、そこから増やしてきた細胞の集まりのことです。株を材料にする理由は、次の3つです。

• 体から集めずに用意できるため⁠：パーキンソン病では、胎児の脳から取った神経の細胞を移植する治療が試みられてきましたが、iPS細胞から作る細胞は、倫理と入手しやすさの点で利点があるとされます（Takahashi R, et al. 2025）。
• 変える前に増やせるため⁠：自己複製の性質を使い、iPS細胞の段階で移植に要る数まで増やしてから、目的の細胞へ変えられます。
• 同じ出発材料から何度も作れるため⁠：増やした細胞を同じ時点でまとめて凍らせておけば（細胞バンク）、製造を何回に分けても、同じ時点の細胞から始められます。

ただし、増やす間は未分化の状態を保つ必要があります（iPS細胞の未分化維持とは、iPS細胞の増やし方と細胞バンク）。

5. 本人の細胞と他人の細胞、どちらから作るのか

iPS細胞は本人の細胞からも他人の細胞からも作れ、どちらを使うかで、拒絶反応への備えと準備にかかる時間が変わります。 本人の細胞から作って本人に移植する形を自家、他人の細胞から作ったものを移植する形を他家健常ドナー由来の細胞から在庫型で製造するCAR-T。拒絶やGvHDを避ける改変を要する。詳しく →（同種）と呼びます。

• 自家⁠：拒絶反応は起こりにくいと考えられますが、患者ごとにiPS細胞を作って品質を確かめるため、時間と費用がかかります（京都大学iPS細胞研究財団 2022）。
• 他家（同種）：前もって品質を確かめた株を多くの患者に使えますが、拒絶反応を抑える手だてが要ります。

拒絶反応を左右するのが、HLA細胞表面にあり自己と非自己を見分けるヒトの主要な組織適合抗原。他家では不一致が拒絶の原因になる。詳しく →（ヒト白血球抗原。免疫が自分の細胞か他人の細胞かを見分ける、細胞表面の目印）の型です。両親から同じ型を受け継いだ人（ホモ接合体）の細胞は、その型を片方に持つ多くの人と型が合います。

京都大学iPS細胞研究財団は、HLA-A、-B、-DRの3か所がホモ接合体の提供者7人から、臨床用の27株を作りました。日本人の約40%と型が合い、10以上の臨床試験で使われています。作った株のうち、入れたベクターが残った株や、がんに関わる遺伝子に変異があった株は除かれました（Yoshida S, et al. 2023）。

6. 日本ではどんな治療に使われ始めているのか

日本では、iPS細胞から作った細胞の移植が2014年に臨床研究で始まり、2026年3月に初めての製品が承認されました。

• 網膜色素上皮網膜の外側にある色素を持つ上皮細胞。iPS細胞からの分化誘導で作られ、再生医療での臨床応用が進む系統。詳しく →⁠：2014年9月、滲出型加齢黄斑変性の患者に、本人のiPS細胞から作った網膜色素上皮（光を受ける細胞を支える、網膜の外側の1層の細胞）のシートが移植されました（理化学研究所 2014）。1年後もシートは保たれ、視力は良くも悪くもなりませんでした（Mandai M, et al. 2017）。
• ドパミン神経前駆細胞⁠：京都大学医学部附属病院の治験で、他人のiPS細胞から作った細胞をパーキンソン病の患者7人に移植し、重い有害事象も腫瘍も見られませんでした（Sawamoto N, et al. 2025）。
• 心筋細胞シート表面の温度応答性ポリマーにより、温度を下げるだけで酵素を使わず細胞をシート状のまま剥がして回収できる培養皿です。詳しく →⁠：虚血性心筋症による重症心不全の患者8人に、他人のiPS細胞から作った心筋の細胞のシートを移植する治験が行われました（厚生労働省 医薬局医療機器審査管理課 2026）。

2026年3月6日には、ヒト（同種）iPS細胞由来心筋細胞シートと、ドパミン神経前駆細胞のラグネプロセルが、条件及び期限付きで承認されました。厚生労働大臣は、iPS細胞をもとにした治療製品の、世界で初めての実用化だと述べています（厚生労働省 2026）。

条件及び期限付き承認は、有効性が推定された段階で、期限と条件を付けて認める仕組みです（医薬品医療機器等法 第23条の26）。2品目とも期限は7年で、どちらも他家のため、免疫抑制薬剤や疾患などによって免疫系の応答能力が低下し、感染症やがんへの抵抗力が弱まった状態。詳しく →剤の使い方が定められています。

腫瘍への備えとしては、製造工程に未分化のiPS細胞についての規格値が設けられました（厚生労働省 医薬局医療機器審査管理課 2026）。

7. iPS細胞を使うときに、何に気をつけるのか

iPS細胞を使うときにまず気をつけるのは、どんな細胞にもなれて増え続ける性質が、移植したあとには腫瘍のもとになりうることです。 2節で見たとおり、多能性そのものが、マウスに移植して腫瘍ができることで確かめられた性質でした。

山中伸弥氏の総説は、多能性幹細胞を使う治療の課題を、次の3つにまとめています（Yamanaka S. 2020）。

• 造腫瘍性iPS細胞などに由来する製品で、分化しきらず腫瘍化する恐れのある細胞が残っていないか調べる安全性評価です。詳しく →⁠：分化しきらずに残ったiPS細胞が移植する細胞に混ざると、体の中で増えて奇形腫多能性幹細胞が体内で増え、複数の組織が混じって形成される腫瘍。残存未分化細胞のリスク指標になる。詳しく →（いくつもの種類の組織が混ざった腫瘍）を作るおそれがあります。
• 免疫原性薬そのものが患者の免疫応答を誘発しやすい性質。凝集体や不純物、投与経路、患者背景などが要因になる。詳しく →⁠：他家の細胞は、HLAの型が合わなければ、免疫に異物として攻撃されるおそれがあります。
• 不均一性⁠：同じ手順で分化させても、株や培養の回によって目的の細胞になる割合が違います（iPS細胞の分化誘導）。

造腫瘍性には、増やす間は未分化を保ち、移植する前には未分化の細胞を残さないという、逆向きに見える2つの管理で備えます。両者がなぜ両立するのかは、増やす間は未分化を保つのに、最後に残ると困るのはなぜかで説明します。

8. iPS細胞から細胞の薬を作るときは、何から確かめるのか

iPS細胞から細胞の薬を作るときは、材料の選び方から移植の前の検査まで、次の順に確かめます。

1. 本人の細胞か、他人の細胞か⁠：自家か他家（同種）かを決めます。他家なら、HLA（ヒト白血球抗原。免疫が自分か他人かを見分ける細胞の型）を合わせるか、免疫抑制剤を使うかも考えます。
2. 株と作り方⁠：遺伝子を染色体に組み込まない方法で作られた株か、ゲノム（細胞が持つ遺伝情報の全体）の変化を調べた記録があるかを確かめます（iPS細胞の核型解析とゲノム安定性）。
3. 未分化を保って増やす条件⁠：足場と培地細胞を体外で生存・増殖させるために必要な栄養・エネルギー源・成長因子などを含む液体または固体の環境基盤。詳しく →、増えた細胞を分けて植え直すやり方（継代増殖した細胞を定期的に希釈・移植して培養を維持する操作で、回数が増えると細胞の性質が変化するリスクがある。詳しく →）、細胞バンクの作り方を決めます（足場と培地で未分化を保つ仕組み）。
4. 目的の細胞への変え方⁠：どの細胞に、どの手順の分化誘導で変えるかを決めます。
5. 残った未分化細胞の管理⁠：残ったiPS細胞を減らす方法と、残った量を測る方法を決めます（純化と未分化細胞の検出）。

上の段が変われば、その下の条件も決め直します。この順番は、シリーズ「iPS細胞から細胞の薬をつくる」の記事の並びと同じです。

参考文献

• Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006;126(4):663-676.（Oct3/4・Sox2・c-Myc・Klf4の4つの因子をES細胞の培養条件で入れ、マウスの線維芽細胞からiPS細胞を作った最初の報告。ヌードマウスの皮下で3つの胚葉の組織を含む腫瘍ができたこと）
• Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 2007;131(5):861-872.（同じ4つの因子で、成人の皮膚線維芽細胞からヒトiPS細胞。形・増殖・表面抗原・遺伝子発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。詳しく →がヒトES細胞と似ていること）
• Okita K, Ichisaka T, Yamanaka S. Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells. Nature. 2007;448(7151):313-317.（レトロウイルスで入れた4つの遺伝子。キメラマウスの子の約20%に、c-Mycの再活性化T細胞を抗原刺激や人工的な刺激試薬で活性化し、増殖・機能発揮できる状態に誘導する操作。詳しく →による腫瘍）
• Okita K, Matsumura Y, Sato Y, et al. A more efficient method to generate integration-free human iPS cells. Nat Methods. 2011;8(5):409-412.（エピソーマルベクター、p53の抑制、がん化作用の無いL-Mycで、染色体に組み込まれないヒトiPS細胞）
• Fusaki N, Ban H, Nishiyama A, Saeki K, Hasegawa M. Efficient induction of transgene-free human pluripotent stem cells using a vector based on Sendai virus, an RNA virus that does not integrate into the host genome. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2009;85(8):348-362.（染色体に入らないRNAウイルスであるセンダイウイルスのベクター）
• 京都大学iPS細胞研究所（CiRA）, よくある質問「iPS細胞とは？」（多能性と増殖能。ES細胞は受精後6〜7日の胚盤胞から作り、廃棄予定の受精卵を使うが胚を壊すこと。iPS細胞は患者本人の細胞から作れ、拒絶反応が起こりにくいと考えられること）
• e-Gov法令検索, 医薬品、医療機器等の品質、有効性及び安全性の確保等に関する法律（第2条第9項の再生医療等製品の定義、第23条の26の条件及び期限付承認）
• Takahashi R, Nakanishi E, Yamakado H, Sawamoto N, Takahashi J. Allogenic transplantation therapy of iPS cell-derived dopamine progenitors for Parkinson's disease: Current status of the Kyoto Trial and future perspectives. Parkinsonism Relat Disord. 2025;135:107833.（胎児の中脳から取ったドパミン神経と比べ、iPS細胞は倫理と入手しやすさの点で利点があること）
• 京都大学iPS細胞研究財団, iPS細胞ストックプロジェクト10年のまとめ論文公開（2022年11月17日）（本人の細胞から作るiPS細胞は、製造と品質試験に時間とコストがかかること）
• Yoshida S, Kato TM, Sato Y, et al. A clinical-grade HLA haplobank of human induced pluripotent stem cells matching approximately 40% of the Japanese population. Med. 2023;4(1):51-66.e10.（HLA-A・-B・-DRのホモ接合体の提供者7人から27株。日本人の約40%と適合。2015年の提供開始から10以上の臨床試験。ベクターの残存やがん関連遺伝子の変異で除いた株）
• 理化学研究所・先端医療振興財団, 第一症例目の移植実施について（2014年9月12日）（滲出型加齢黄斑変性に対する自家iPS細胞由来網膜色素上皮シートの移植）
• Mandai M, Watanabe A, Kurimoto Y, et al. Autologous Induced Stem-Cell-Derived Retinal Cells for Macular Degeneration. N Engl J Med. 2017;376(11):1038-1046.（移植から1年でシートが保たれ、視力は改善も悪化もしなかったこと）
• Sawamoto N, Doi D, Nakanishi E, et al. Phase I/II trial of iPS-cell-derived dopaminergic cells for Parkinson's disease. Nature. 2025;641(8064):971-977.（京都大学医学部附属病院の第1/2相試験。他家iPS細胞由来のドパミン神経前駆細胞を7人に移植。重い有害事象は無く、腫瘍もできなかったこと）
• 厚生労働省, 上野大臣会見概要（2026年3月6日）（iPS細胞を用いた再生医療等製品2品目の条件及び期限付き承認）
• 厚生労働省 医薬局医療機器審査管理課, 再生医療等製品3品目の条件及び期限付承認について（中医協 総-11-2、2026年4月8日）（ヒト（同種）iPS細胞由来心筋細胞シートとラグネプロセルの適応症、心筋細胞シートの治験の8例、期限7年、免疫抑制剤の規定、製造工程での未分化iPS細胞についての規格値）
• Yamanaka S. Pluripotent Stem Cell-Based Cell Therapy: Promise and Challenges. Cell Stem Cell. 2020;27(4):523-531.（多能性幹細胞を使う治療の課題として、造腫瘍性・免疫原性・不均一性の3つ）