ヒトの神経疾患は急速に進んでいる研究分野の一つですが、iPS細胞由来ニューロンから作製される疾患モデルが大きく貢献しています。また、iPS細胞から作製されるミニ臓器 “オルガノイド” は、in vivo の高次構造や機能を再現できるまで進歩しています。
近年の新型コロナウイルスの研究でも、iPS細胞由来の分化細胞やオルガノイドが欠かせないツールとなりました。今後は創薬や毒性のスクリーニング、そして再生医療への応用拡大が期待されます。

iPS細胞を応用した研究事例の一部をご紹介します。

体細胞を初期化してiPS細胞株を樹立し、維持培養、目的の細胞への分化を経てさまざまなアプリケーションに用いるまでの研究ワークフローを図にまとめました。

iPS細胞はワークフローの全過程を通して遺伝的異常を獲得する可能性が高く、その場合はアプリケーションにも影響を及ぼすため、適切な品質管理と確認を実施することが重要です。

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ヒトiPS細胞は、主要な再プログラム化因子の一時的な過剰発現を介して、体細胞を多能性状態に初期化することにより生成されます。

ヒトiPS（およびES）細胞は、人体の全ての細胞タイプを生成する能力があり、疾患モデリング、薬剤スクリーニング、細胞療法などの研究に使用できます。
一貫性のあるin vitro の細胞培養条件と取り扱い技術によって、高品質に維持されたiPS細胞を使用することが重要です。

（参照：幹細胞（ES/iPS細胞）の培養ワークフローにおける各ステップのポイント・注意点）

ヒトiPS（およびES）細胞は疾患の研究に大きな希望をもたらしています。ゲノム編集ツールによって、iPS細胞に疾患特異的な変異の導入、または、遺伝的異常の修正を行ってDNA変異体を生成すれば、組織に分化させた際、ヒト疾患のより正確なモデル化が可能になります。
ジンクフィンガーヌクレアーゼ（ZFN）、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ（TALEN）、さらにclustered regularly interspaced short palindromic repeat（CRISPR）といった遺伝子ツールの進歩は、ゲノム編集の容易さと効率を向上させました。

ヒトiPS（およびES）細胞は、さまざまな多能性状態のスペクトルに沿って維持することができます。
In vitroでは、特定の組み合わせのサイトカインまたは小分子を含有する培地が、細胞をプライム型、あるいはより自己複製能と分化能の高いナイーブ型の状態に維持することが報告されています。近年、複数の研究グループによって、従来のプライム型iPS細胞を「基底」または「ナイーブ」状態に移行および維持できる培養条件が特定されています。

ヒトiPS（およびES）細胞は、ルーチンの培養をはじめ、ゲノム編集などさまざまな局面で遺伝的変異を獲得する可能性があります。
研究ワークフロー全体を通して、適切に細胞を取り扱うことと同時に、iPS細胞の品質を確認することが重要です。

（参照：いま見直すべき、ヒトES/iPS細胞の「品質管理」）

ヒトiPS（およびES）細胞由来の分化細胞、および3次元培養したオルガノイドは、創薬、細胞療法、疾患などの研究に有用な、生理学的関連性の高いモデルを提供します。
複数のiPS細胞株にわたって安定した高効率な分化を実現するために、血清などの変動要素を回避した培養条件が選ばれています。

（参照：ES/iPS細胞からさまざまな細胞への分化誘導）