研究者たちは、遺伝子編集技術「CRISPR」を用いて、より有用な脂肪細胞を作り出す方法を発見した可能性があると発表しました。水曜日に発表された新たな研究では、マウスを用いた実験で、これらの遺伝子操作された脂肪細胞は、人体に最も多く存在する脂肪細胞と比較して、カロリー燃焼を促進し、肥満やその他の代謝障害を予防する可能性があることが示されました。しかし、この研究結果が人間に適用できるまでには、まだ長い道のりがあります。
ハーバード大学医学部の糖尿病研究者であるツェン・ユーホア氏と彼女の研究室は、長年にわたり脂肪細胞の複雑な仕組みを研究しており、いわゆる白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞（褐色は鉄分を豊富に含むミトコンドリアの量が多いことに由来する）の違いに焦点を当てています。白色脂肪細胞の主な役割は食物からエネルギーを蓄えることですが、褐色脂肪細胞は主に体温を安定させる手段として、特に寒い時期に利用されていると考えられています。
ツェン氏をはじめとする科学者たちは、褐色脂肪細胞は白色脂肪細胞よりも栄養素の分解に優れていることを実証しています。しかし、体内の脂肪のほとんどは褐色脂肪ではなく白色脂肪であり、現在多くの人が体脂肪過剰に陥っており、肥満や2型糖尿病などの健康問題につながっています。そこでツェン氏らは、白色脂肪細胞を安全に褐色脂肪細胞に近づける方法を見つければ、肥満の治療や予防に役立つ可能性があると仮説を立てています。
水曜日にScience Translational Medicine誌に掲載されたこの新たな研究で、ツェン氏とチームはまさにそれを実行したようだ。CRISPRを用いて、ヒト白色脂肪細胞の前駆細胞に改変を加えた。この改変により、白色脂肪細胞は、通常は褐色脂肪細胞によって産生され、エネルギー燃焼能力の向上の鍵となると考えられているタンパク質、脱共役タンパク質1（UCP1）を発現するようになった。次に、このヒト褐色脂肪細胞様細胞（コードネームHUMBLE細胞）を、高脂肪食を与えられた肥満マウスに移植し、ヒト白色脂肪細胞を移植された対照群のマウス、および褐色脂肪細胞を移植された別のマウス群と比較して、マウスに何が起こるかを記録した。
ツェン氏と研究チームは、HUMBLE細胞を持つマウスは白色脂肪細胞を持つマウスよりも全般的に健康状態が良く、褐色脂肪細胞を持つマウスと同等の結果を示したことを発見した。HUMBLE細胞の内部構造も褐色脂肪細胞に類似しており、特にミトコンドリアの構造が類似していた。
「グルコースの排出がはるかに速くなり、インスリンへの反応も良くなりました。また、体重増加に関しては、対照群のマウスに比べて体重の増加が少なくなっています」とツェン氏は電話で述べた。「つまり、代謝が改善されたということです。」
これらの実験は、ツェン氏のような研究者にとって概念実証であり、近い将来に臨床試験でヒトを対象に検証されるものではありません。がんや筋ジストロフィーといった疾患に対するCRISPRのヒトへの応用は、ごく初期の小規模な臨床試験が始まったばかりですが、これまでのところ結果は有望です。
ツェン氏らが本研究で用いたアプローチには、固有の限界がある。例えば、ヒト細胞が問題なく受け入れられるよう、マウスは免疫不全状態に置かれた。また、使用された細胞はわずか2人の細胞株から培養された。著者らは、HUMBLE細胞の機能には、生来の免疫系が影響を与える可能性があり、また、より多くの人々からこれらの細胞を採取することも影響を与える可能性があると指摘している。
しかし、これらの細胞の作成に成功し、それがマウスの健康状態をどのように改善したかを研究することで、肥満を軽減または予防するための効果的な方法の発見にさらに近づくだろうとツェン氏は述べた。これは遺伝子工学、あるいは白色脂肪細胞への効果を模倣できる薬剤によって実現できる可能性があると彼女は付け加えた。研究チームは既にこの研究で、これらのHUMBLE細胞が血中の一酸化窒素産生を増加させ、それが体内の他の部位に存在する褐色脂肪細胞を活性化する可能性があるという証拠を発見している（他の研究では、一酸化窒素産生の低下が肥満と関連付けられている）。
ツェン氏は、研究室でこれらの HUMBLE 細胞をより詳しく研究するだけでなく、他の分野の研究者や臨床医との協力も検討しています。
「いつか患者さんにこの技術を応用できるようになるには、多様な専門知識を持つチームが必要です。私一人では到底成し遂げられません」と彼女は語った。「しかし、私たちの研究が最終的に患者さんの役に立つことを心から願っています。」
