主な違い – 全能性 vs 多能性
体内の幹細胞には、「全能性」と「多能性」という2種類の性質があります。
全能性幹細胞と多能性幹細胞は、どちらも発生の初期段階で発見されます。
全能性幹細胞は、胞子と接合子の両方に存在する。
これらは分化の第一段階です。
終末期幹細胞は、胚の中で多能性幹細胞を生み出します。
胚性幹細胞は一般的に研究に使用されるため、試験管内で臓器を再生するのに使用することができる。
全能性幹細胞と多能性幹細胞の主な違いは、全能性幹細胞があらゆる種類の体細胞に分化できるのに対し、多能性幹細胞は胚の3つの生殖層のいずれにも分化できることである。
この記事では、次のことを見ています。
- 全能性幹細胞とは
– 定義、分化、用途、例 - 多能性とは
– 定義、分化、用途、例 - 全能型と万能型の違いは何ですか？
トティポテントとは
特定の生物において、あらゆる種類の分化した細胞を生み出すことができる幹細胞は、全能性であると考えられています。
つまり、これらの細胞は最も高い分化の可能性を持っている。
接合子や胞子は、全能性細胞の2つの例です。
しかし、分化した細胞の中にも、全能性の状態に戻ることができるものがあります。
ヒトの場合、精子によって卵子が受精した後、接合子が形成される。
接合子は有糸分裂によって分裂し、後に全能性を持つようになる同一の細胞を生成する。
接合体は胞胚を形成し、胞胚はさらに分裂して胚盤胞を形成する。
胚盤胞が子宮内膜に着床すると、分化の過程が始まる。
この段階は胚期と呼ばれ、外栄養細胞塊と内細胞塊と呼ばれる2つの細胞塊が分離した状態です。
したがって、絨毛膜と内細胞塊は、モルラで全能性細胞から分化したものです。
そして、内細胞塊は、内胚葉、中胚葉、外胚葉の3つの胚葉に分化して多能性を持つようになる。
この3つの生殖細胞層は、多能性を持つようになることで、体内のさまざまな種類の特殊な細胞を生み出す。
したがって、ヒトの全能性幹細胞は、あらゆる種類の体細胞に分化することが可能であり、ヒトの体細胞は200種類以上あるといわれている。
プラリポテントとは
3つの生殖細胞層のいずれにも分化できる幹細胞は、多能性幹細胞とみなされる。
3つの生殖細胞層とは、内胚葉、外胚葉、中胚葉のことである。
そして、これら3つの生殖細胞層はそれぞれ多能性を持つようになることで、異なる器官や組織へと分化する。
多能性細胞は、互いに機能的に関連した数種類の細胞に分化することができる。
内胚葉は、胃の内壁、消化管、肺を生じさせる。
外胚葉は、表皮組織や神経系を生み出す。
中胚葉は、骨、筋肉、血液などをつくる。
しかし、胚細胞や人工多能性幹細胞（iPS細胞）のように、完全に多能性を持つ細胞もあります。
iPSは、胚性幹細胞のように振る舞うように、成体幹細胞を遺伝子操作で再プログラムしたものです。
iPSは体外で臓器を再生させることができる。
3つの生殖層を形成する能力を持つが、部分的に多能性を持つものもあります。
iPSを用いた臓器再生の様子を図2に示します。
図2：iPSによる臓器再生
トティポテントとプルリポテントの違い
定義
全能性。
あらゆる種類の体細胞に分化できる幹細胞は、全能性です。
多能性。
3つの生殖細胞のいずれかに分化できる幹細胞を多能性幹細胞という。
差別化
全能性。
全能性幹細胞は、ヒトの場合、200以上の機能的に異なるタイプの体細胞に分化することができる。
多能性幹細胞。
多能性幹細胞は、胚の中で3つの胚葉に分化する。
分化の可能性
全能性。
分化の可能性は、全能性幹細胞で最適である。
多能性幹細胞。
多能性幹細胞は、全能性幹細胞に比べ、分化能が低い。
例
全能性。
接合子や胞子は全能性です。
多能性。
多能性：胚性幹細胞やiPS細胞は多能性です。
シーケンス
Totipotent（全能性）。
全能性幹細胞は早期に誘導される。
多能性幹細胞。
全能性幹細胞が発生した後、多能性幹細胞が発生する。
研究での使用例
Totipotent（全能性）。
全能性幹細胞は、胚性幹細胞に比べて実現可能性が低い。
従って、研究への利用は少ない。
多能性幹細胞。
多能性幹細胞：多能性幹細胞は胚性幹細胞のように入手が容易です。
そのため、研究への利用度は高い。
iPSは成人の幹細胞の一種であり、胚性幹細胞になるように遺伝子の組み換えを行ったものである。
結論
体の初期発生段階には、全能性幹細胞と多能性幹細胞の両方が存在する。
精子によって卵子が受精した後、接合体は分裂によって分割され、同一の細胞のコピーを持つモルーラと呼ばれる細胞塊が作られる。
モルラは全能性であると考えられ、すべての機能的なタイプの体細胞に分化する能力を含んでいる。
臼蓋の全能性細胞は、胚盤胞を含む胚へと分化する。
胚性幹細胞は、ヒトでは3つの胚葉に分化する能力を持ち、多能性であると考えられている。
内胚葉、外胚葉、中胚葉の3つの胚葉は、体内のすべての臓器・組織の分化を担っている。
したがって、3つの胚葉の細胞は多能性であると考えられ、それぞれが機能的に関連した種類の体細胞を生じさせる。
しかし、全能性と多能性の主な違いは、体内の細胞を生み出すための分化の可能性である。
