安定したブタ胚胞上胚葉幹細胞の多方向分化による多組織型培養肉の生成

動物を使わずに肉を育てることが重要な理由

食の未来に関心がある人にとって、動物を飼育して屠殺することなく本物の肉を育てられるという考えは強く魅力的です。しかしこれまで、ラボで育てた肉は本物のポークチョップが持つ複雑な食感、ジューシーさ、栄養を再現するのに苦戦してきました。本研究は、単一の挙動の安定したブタ幹細胞株から筋肉、脂肪、微小な血管様構造を含む小型の肉様片を育てる方法を示し、培養肉を見た目・触感・栄養プロファイルの面で従来の豚肉に近づけることを目指しています。

単一の出発細胞から肉をつくる

研究者たちは、胚初期の胚葉前期に由来する「前原腸胚上胚葉（pregastrulation epiblast）幹細胞」と呼ばれる特殊なブタ幹細胞から出発しました。これらの細胞は長期間自己複製でき、さまざまな組織へと誘導可能です。重要なのは、研究チームが動物由来血清を含まない増殖因子と低分子化合物のレシピを設計したことです。これにより工程の制御性が上がり、食品用途としての安全性が高まる可能性があります。レシピを時期に応じて慎重に切り替えることで、同じ幹細胞株から筋形成細胞、脂肪形成細胞、血管内皮様細胞およびそれを支持する細胞といった、肉に必要な三つの成分を形成させました。

血清を使わずに脂肪と血管組織を作る

脂肪を作るために、研究者たちはまず幹細胞を柔軟な結合組織様の状態へと傾け、次に油滴を貯蔵して成熟脂肪細胞の外観と機能を示すよう誘導しました。これらのラボ産脂肪細胞は染色体が安定しており、脂肪貯蔵や代謝に関与する遺伝子が活性化していることが確認され、時間経過で弱まる傾向がある成体ブタ由来脂肪細胞よりも安定した挙動を示しました。同時に、同一幹細胞を段階的なレシピで血管内皮細胞とそれを支持するペリサイトへの分化へ向けて誘導しました。これらの血管細胞はゲル中で管状ネットワークを形成し、健康な血管細胞に典型的な方法で脂質粒子を取り込む機能を示しました。いずれも動物由来血清を用いずに得られています。

細胞の自己集合で3Dの肉様片を作る

筋、脂肪、血管の前駆細胞という信頼できる供給源を得た後、研究者たちは構造に注力しました。高価で食用に適さない足場に頼らず、細胞が皿に付着しないようにやさしく絶えず動かす懸濁液培養で育てました。この条件下で、筋と脂肪の前駆細胞は自発的に小さな球状体（スフェロイド）を形成しました。時間とともに、これらのスフェロイドは筋組織に似た繊維状の内部を発達させたり、脂肪滴で密に満たされた構造になったりしました。筋＋脂肪、次いで筋・脂肪・血管前駆細胞を等比で混合すると、細胞同士が認識し合って自己組織化し、直径約1ミリのより複雑な多組織スフェロイドを形成しました。これらは筋繊維、脂肪貯蔵、血管様構造といった明確な領域を持ち、細胞自身が産生する細胞外マトリックスで一体化していました。

本物の豚肉との味・栄養・食感の比較

次に、こうした小型の肉様片が本物の豚肉と比べてどうかを評価しました。化学分析の結果、培養肉のタンパク質の構成要素であるアミノ酸の比率は天然の豚肉と似ているものの、総量は低めでした。一方で総脂肪量は高く、特に多価不飽和脂肪酸の割合が目立って多く、心血管健康に好ましいとされることが多いこれらの脂肪が相対的に増えたため、多価不飽和脂肪酸と飽和脂肪酸の比率は約2倍高くなっていました。スフェロイドをソーセージ状に加工して加熱すると、硬さ、咀嚼性、回復性といった食感指標は従来の豚肉ソーセージと同等であり、未分化幹細胞から直接作ったソーセージより優れていました。培養ソーセージはまた特有の香気化合物を示し、将来的に風味を微調整する余地があることを示唆しました。

培養肉の未来にとっての意味

本質的に本研究は、単一の安定したブタ幹細胞株が動物由来血清を使わずに複数の肉関連組織へと導かれ、単純な3D懸濁培養でスケールアップでき、自らの細胞外マトリックスでつながった小さな片として構造的かつ多くの栄養上の側面で本物の豚肉を模倣できることを示しています。現時点では片はまだ小さく一塊の肉片サイズには達していませんが、このアプローチは生肉への依存を減らしつつ、筋肉・脂肪・血管組織の比率を調整して食感や脂質の健康性を設計できる将来、そして大規模な培養肉生産をより現実的にする道を示しています。

引用: Yao, Y., Zhu, G., Zhi, M. et al. Generation of multitissue cell-cultivated meat via multidirectional differentiation of stable porcine epiblast stem cells. Nat Commun 17, 3347 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70177-w

キーワード: 培養肉, 幹細胞ミート, ラボ育成豚肉, 3D細胞培養, 食のバイオテクノロジー