わたしたちヒトには、病気を治すために服用できる薬が多数存在している。家畜やペットなど、世間で広く飼育されている動物も同様だ。
しかし、アムールトラやアジアゾウ、ニシローランドゴリラなどの希少種が病気にかかると、投薬などによる有効な治療法がわからないことがある。なぜなら、個体数が少ないので、体の仕組みについて多くの不明な部分が残されているからだ。
そのうえ症例数も乏しいので、治療効果の検証も難しい。当然のことながら、治療効果を裏付けるための偽薬を用いた臨床試験も、希少種が対象ではほぼ不可能になる。
このような課題に直面しているのが動物園である。 希少種の治療においては、わずかな前例すら見つからない場合、家畜やペットでの実績を参考にしてきたのだ。このため確かな根拠に基づいた治療を希少種にも施す方法を、動物園の関係者は切望している。
iPS細胞を活用して変異の原因を突き止めることができれば、希少種の治療を確かな根拠に基づいて施すことができる──。このような考えのもと、日本全国の動物園で飼育されている生物全種についてiPS細胞を作製しようとするプロジェクトが2022年に立ち上がった。
このプロジェクトは「動物園まるごとiPS細胞化プロジェクト」と名付けられている。発起人の今村公紀は京都大学ヒト行動進化研究センター助教で、ニホンザルのiPS細胞の作製に世界で初めて成功した研究グループのメンバーのひとりだ。なお、動物を飼育公開している施設には水族館も含まれるが、これも広義では動物園の一種に相当する。
動物園での治療実績がヒトの創薬を加速
iPS細胞は、さまざまな体細胞に分化する能力をもっており、皮膚や血液などわずかな体細胞にごく少数の遺伝子を導入することでつくられる。その作製に06年に成功したのが、京都大学iPS細胞研究所名誉所長で教授の山中伸弥だ。
再生医療の材料としてiPS細胞は語られがちだが、医学や薬学の研究にもブレイクスルーをもたらす可能性を秘めているのだと、今村は説明する。
「異常な細胞をiPS細胞から作製することで、変異の原因を調べられます。また、薬の安全性や有効性を検証するために使う試料としても、iPS細胞から作製した細胞を活用できます。こうした考えのもと、すでにヒトの創薬ではiPS細胞が活用されてきました。同様に、希少な動物の治療を実施する前にも検証の目的でiPS細胞を使えるわけです」
例えば、トラの病気を治すためには、ネコの治療実績に優れた薬が使われるケースが多いという。このような必要に迫られたときにiPS細胞を活用すれば、投薬を実施する前に安全性や有効性を検証できる。
特定の病気のために開発された薬を異なる目的に応用する手法は、「ドラッグリポジショニング」と呼ばれている。最近のドラッグリポジショニングの事例では、抗インフルエンザウイルス薬として開発された「アビガン」（一般名：ファビピラビル）が、新型コロナウイルス感染症の治療に使われたことが記憶に新しい。また、ヒトの抗寄生虫薬に使われている「イベルメクチン」がもともとは家畜向けに開発されたように、動物の種をまたいだドラッグリポジショニングも可能だ。
希少種をはじめとする動物の治療の確立が進めば、ヒトの創薬も加速するかもしれない。「動物園で治療実績を蓄積すれば、ヒトの治験の前段階にかかる時間と手間を簡略化できます」と、今村は説明する。
さらに、人間では希少疾患とされる病気を頻発する動物も存在するので、難病の創薬研究に新展開が生まれる可能性があるという。例えば、ニホンザルに頻発するムコ多糖症や早老症を今村は例に挙げている。「希少疾患の創薬は後回しにされる傾向がありました。動物園で新たな治療を模索することは、ヒトの創薬に必要な研究リソースの拡張を意味しています」
「キリンの首はなぜ長いのか」問題も解決できる？
生命科学のビッグクエスチョンにも、動物園まるごとiPS細胞化プロジェクトが大きな貢献を果たす可能性があると今村は強調する。
「キリンの首が長い理由を、一般的には進化論に基づく自然淘汰説で説明しています。iPS細胞を使えば、キリンの首の長さについて生命科学的な理由を解明できます。また、例えばキリンのもつ遺伝子のうち、首の長さにかかわるものを特定できるでしょう。そうすれば、キリンの首が成長につれて伸びる理由について、遺伝子の側面から説明できます。このような動物の特徴に関する問いに、生命科学は明確な答えを提供してきませんでした」
遺伝子の側面から動物の特徴を理解することは、ヒトの病気の解明にも役立つという。
「チンパンジーはアルツハイマー型認知症を起こさないと言われており、発症の抑制に関与する遺伝子の特定を進めています。この遺伝子を、iPS細胞から分化させたヒトの神経細胞に導入すれば、アルツハイマー型認知症の発症を抑制する決め手が特定できるわけです。逆に、アルツハイマー型認知症を引き起こす遺伝子を、ヒトからチンパンジーの神経細胞に導入すれば、原因の解明が進展します。これまで遺伝子が導入される側の神経細胞は入手困難でしたが、iPS細胞から分化させれば簡単に手に入ります」
iPS細胞研究の意外なハードル
動物園まるごとiPS細胞化プロジェクトを進めるためには、動物園と研究者の間に新たな研究ネットワークを築く必要があるという。
「動物園サイドは希少種の治療に高い関心を寄せていますが、研究に協力する術を知る人は稀です。協力を必要としている研究機関、研究者、研究分野など、あらゆるレイヤーの情報が動物園に伝わっていません。一方、研究者サイドも、動物園に協力を依頼するうえで同様の課題に直面しています」
このため、今村は動物園と研究者のネットワークづくりに奔走しているところだ。研究ネットワークに参画し、試料の提供に協力してくれる動物園を募るほか、すでに依頼の共通フォーマットを作成した。
この作業は地味に見えるが、動物園と研究者が協力関係を結ぶうえで重要な意義がある。なぜなら、動物園と研究者によるiPS細胞の研究には、さまざまな国際条約が絡んでくるからだ。例えば、遺伝資源の利用ルールを定めた「名古屋議定書」が関係することに加え、絶滅危惧種から得た試料の提供はワシントン条約に制約される。このため、適切な様式と手続きの整備が欠かせない。
「国際条約に基づく手続きに携わる機会は、動物園どころか研究機関でも稀です。そこで、わたしたちは国際条約に準拠した様式を用意したうえで、手続きをサポートする体制も敷いています」
さらに、iPS細胞の研究では所有権に関する基本契約も重要だという。
「わたしたちが整備した基本契約では、細胞の所有権は試料の提供者である動物園にすべて帰属するようにしました。提供された試料はもとより、作製したiPS細胞や、ここからさらに分化させた細胞も所有者は動物園です。これにより倫理に反する研究に動物園が関与してしまうリスクを避けることができます」
このように、iPS細胞の研究を目的とした動物園と研究者のネットワークづくりは容易ではない。ただ、大型類人猿だけは動物園と研究者をつなぐネットワークがすでに築かれていることから、これが糸口になっているという。
「iPS細胞は取り扱いが簡単な皮膚の細胞から作製できます。ビニール袋に入れて送付するといった簡単な方法でも皮膚の細胞はやり取りできますし、生きている動物からも採取可能です。つまり、生体サンプルが必要な研究に比べると、iPS細胞の研究は動物園サイドにかかる作業負担が少ないので、協力関係のきっかけに適しています。将来的には生体サンプルをやり取りできるほどに関係性を深めていきたいです」
これまでにさまざまな動物のiPS細胞が世界中で作製されてきた。今村によると、「ほぼすべての種でiPS細胞を作製することが、時間はかかるものの理論的には可能」という。
iPS細胞の作製技術を確立した京都大学の山中は、自伝『山中伸弥先生に、人生とiPS細胞について聞いてみた』 のなかで、「理論的に可能なことはいずれ必ず実現すると考えています」と語っている。動物園と研究者の結びつきから、医・獣・薬の世界で研究開発の新たなエコシステムが誕生する道筋が拓けることになりそうだ。
（Edit by Daisuke Takimoto）
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