キメラ（生物学）とは：定義・ディスパーミック・マイクロキメリズムとモザイクの違い
キメラ（生物学）の基礎と分類をわかりやすく解説：定義、ディスパーミックとモザイクの違い、マイクロキメリズムの仕組みと臨床的意義。
キメラとは、遺伝的に異なる2種類以上の細胞集団が1つの個体内に共存している生物のことを指します。通常は動物に使われる概念で、これら異なる細胞は別々の起源（別個の受精卵や別個の接合体）から来る場合が多く、そのため個体内に複数の遺伝的プロファイルが混在します。
ディスパーミック・キメラ（異なる受精卵の融合）
異なる受精卵が融合してできたキメラは一般にディスパーミック・キメラ（あるいは二精子性／多胚性キメラ）と呼ばれます。これは、初期胚段階で少なくとも2つの受精卵または胚が合体して一つの胚となることで成立します。各細胞集団は通常それぞれの遺伝的特徴（表現型を含む）を維持し、結果として個体は遺伝的に異なる組織が混在した状態になります。
実例としては、皮膚や毛色が左右や斑で異なる動物、あるいは血液型や免疫型の異なる血液細胞が同一個体内に存在するヒトの報告が挙げられます。胚発生の早期に起きた融合（受精直後〜胚盤胞期）ほど、複数の器官に渡って異なる細胞集団が分布する傾向があります。
モザイク（モザイシズム）との違い
モザイクは、同一の接合体（同じ受精卵）から発生した個体内で、一部の細胞が発生過程で生じた突然変異や染色体異常などにより遺伝的に異なる集団を形成する現象です。したがって主な違いは起源にあります：
- キメラ：異なる受精卵（別個の接合体）または外来の細胞集団が混入して形成される。
- モザイク：1つの接合体内で突然変異や染色体不均衡が起こり、以降の細胞系統が遺伝的に分岐する。
結果としての見かけ（例えば一部組織だけ色が違うなど）は似ることがありますが、遺伝的解析を行えば両者は区別可能です。
マイクロキメリズム（微小キメラ）
マイクロキメリズムは、宿主体内にごく少数の遺伝的に異なる細胞が存在する状態を指します。発生の過程や医療行為に伴って起こることが多く、主な原因には次のようなものがあります：
- 輸血や他人からの細胞移植：移入された細胞が一部残存することによる。
- 移植医療：臓器移植後に移植片側の細胞が血液中や他の組織に拡散することがある。
- 妊娠時の母体–胎児間の細胞移動：胎児由来の細胞が母体に残る、逆に母体細胞が胎児に入り込むケース（胎児マイクロキメリズム、母体マイクロキメリズム）。
特に妊娠由来のマイクロキメリズムは、胎児の細胞や胎盤由来の細胞が数十年にわたって母体に残留することがあると報告されています。マイクロキメリズムは免疫学的影響（耐性や自己免疫疾患との関連の可能性）、診断・法医学上の問題（遺伝子検査や親子鑑定への影響）を引き起こすことがあります。
エピジェネティック・キメラ
最近、マウスモデルで報告されたように、遺伝子配列は同一でもエピジェネティックな修飾（DNAメチル化、ヒストン修飾など）の違いによって異なる発現パターンを示す細胞群が同一個体に存在する事例が観察されています。これをエピジェネティック・キメラと呼び、遺伝子配列の差がない「機能的な」多様性が個体内に生じうることを示します。
検出方法と臨床・法的影響
- 検出方法：短鎖塩基反復（STR）解析、SNP解析、FISHや染色体解析、単一細胞シーケンシングや超高感度PCRなど。マイクロキメリズムの検出には高感度な分子技術が必要です。
- 臨床影響：移植医療や血液製剤、自己免疫疾患との関連が研究されており、移植後の免疫耐性や逆に拒絶反応の一因となる場合があります。
- 法的・法医学的問題：遺伝子検査による親子鑑定や犯罪捜査で、キメラやマイクロキメリズムが誤判定の原因になることがあります（例：血液の遺伝型が体の他部位と異なるなど）。
発生の原因と頻度
原因としては、胚融合、双胎の消失（vanishing twin）による細胞取り込み、輸血や移植、妊娠時の細胞交換、あるいは体外受精や胚操作を伴う生殖医療での偶発的混和などが挙げられます。ヒトにおける明確なキメラの頻度は稀とされますが、検出技術が進むにつれて実際の頻度は過小評価されていた可能性が示唆されています。
要点
- キメラは異なる起源の遺伝的に異なる細胞群が同一個体に存在する状態。
- ディスパーミック・キメラは異なる受精卵や胚の融合、モザイクは同一接合体内での変異によるもの。
- マイクロキメリズムは微小な細胞集団の共存で、妊娠・輸血・移植などが原因となる。
- 検出には高度な遺伝子解析が必要で、臨床・法医学的な影響があるため理解と注意が重要。
さらに詳しい研究が進むことで、キメリズムの発生機構、長期的な健康影響、および臨床応用（例えば免疫寛容の誘導など）に関する知見が深まることが期待されています。
キメラマウスとその子孫
妊娠中は、胎盤を介して免疫細胞の双方向のやりとりが行われることがあります。交換された細胞は、出生後も増殖し、免疫学的に活性化する可能性があります。
生殖細胞キメリズム
生殖細胞キメラは、ある生物の生殖細胞（例えば、精子細胞や卵細胞）が自分の細胞と遺伝的に同一でない場合に発生します。
マーモセットはほとんどの場合、二卵性双生児を出産します。彼らは、（二卵性）双子の兄弟の生殖細胞を持っていることがあります。子宮の中での胎盤の融合がその原因です。
関連ページ
質問と回答
Q:生物学におけるキメラとは何ですか?
A:キメラとは、遺伝的に異なる2つの細胞からなる1つの生物のことで、通常は動物が対象です。
Q: キメラはどのように生まれるのですか?
A: キメラは、2つの受精卵または接合子が融合してできる場合と、同じ接合子からできる場合があり、この場合、生物はモザイクと呼ばれます。
Q:不散形キメラとは何ですか?
A:不散形キメラとは、別々の受精卵が融合してできたキメラのことです。
Q:不散形キメラはどのようにしてできるのですか?
A: 少なくとも2つの受精卵または初期胚が融合してできたキメラを指します。
Q: ディスパーミックキメラの各細胞集団はどのような挙動をするのですか?
A: ディスパーミックキメラの各細胞集団はそれぞれの表現型を保持しており、結果として得られる生物は2つの表現型が混在したものとなる。
Q:マイクロキメリズムとは何ですか?
A:マイクロキメリズムとは、輸血や移植、妊娠などにより、宿主が遺伝的に異なる小さな細胞の集合を保有するキメリズムの一形態です。
Q: エピジェネティック・キメラとは何ですか?
A:エピジェネティックキメラとは、最近マウスモデルで発見されたキメラで、DNA配列そのものを変化させることなく、一部の細胞の遺伝情報を環境によって変化させるものである。
百科事典を検索する