仮説の提示の仕方について

 STAP細胞の件。笹井さんの記者会見でいろいろわかったことのうち、笹井さんが「STAP現象を前提にしないと容易に説明できないデータがある」と主張した部分についてのみ、私なりのコメントをまとめてみます。
 他にも問題点がいろいろあって、そちらは思いつく都度twitterでつぶやいています。他の問題点については、ブログに書くかもしれないし書かないかもしれません。
 ただ、私は分子生物学も幹細胞もまるで専門外ですので、大隅典子の仙台通信のこのエントリーを参考にさせていただくことにします。

 笹井さんの主張によれば、実験で観察した(ただしご自身が全部やったのではなく結果を見せられたという意味)ものは、次の3つです。

1.ライブ・セル・イメージング(顕微鏡ムービー)
「未分化マーカーのOct4-GFPを発言しない分散したリンパ球から、Oct4-GFPを発現するSTAP細胞特有の細胞塊」が形成された証拠の動画像。
2.特徴ある細胞の性質
STAP細胞はリンパ球やES細胞より小さい。電顕で確認。
3.胚盤胞の細胞注入実験(キメラマウス実験)の結果

 STAP現象を仮定しないとこれらの結果を容易に説明できない、というのが笹井さんの現状での認識のようです。

 STAPに限らず、実験をしていてこのような状況になることはよくあります。ちょっと変わった実験結果を得てしまい、結果を簡単に説明するには新規な現象××を考える必要がある、というものです。このこと自体は、不正でも何でもありません。ただし、こういう状況の場合、論文には正直に「これらの結果を説明するには新規な××を仮定するとうまくいく」と書きます。この段階で「新規な××を発見した」と断言してはいけません。ここでいう「新規な××」のことを、作業仮説といいます。

 以前、九州大の白畑教授による「活性水素」説がBBRCに発表されたことがありました。このときの論文は、
(1)電解処理した水に抗酸化作用があることを実験で確認した。【珍しい現象を確認】
(2)原因物質として「活性水素」というものの存在を仮定すれば実験結果を説明できる。【作業仮説の提案】
という内容でした。これは、特に問題のある論文の書き方ではありませんし、この内容で論文は出版されました。
 ところが、電解水は商売と結びついていたために、この論文が通った後、水処理装置販売業者が、
(3)「活性水素」の存在を九州大白畑教授が実証【作業仮説を事実にすり替えて宣伝】
という宣伝を行い、消費者に装置を販売するということになりました。化学者は「活性水素」の存在を認めてないから決定的な証拠を化学系の学会で発表してほしいと頼んだら、特許を出しているからと断られました。1年後に頼んだら、膨大な実験結果なのでいろいろ論文を出すことで認めてもらうようにする、と言われ、結局、「活性水素」の存在を示す直接証拠は出されないままでした。その後、杏林大の平岡先生のグループが実験した結果
(4)抗酸化作用は「活性水素」の存在を仮定しなくても水中の水素分子ガスの効果等で説明できる。【既知の現象で説明可能】
ということになりました。

 笹井さんの説明をこれにあてはめてみると、
(1)【珍しい現象を確認】が上記の1.〜3.
(2)【作業仮説の提案】が「STAP現象があるのではないか」
となります。そうであるなら、「STAP細胞を作りました」という論文を出して大々的に宣伝したことは、いきなり(3)をやってしまったことになり、勇み足に過ぎます。「1.〜3.を観測しました。これを説明するためにSTAP現象であるということを作業仮説として提案します」という内容で論文を出すべきです。
 昨日の会見では、既に(3)をやってしまったけれど(1)の結果も要確認であることがわかったので、これからきちんと再確認した上で(2)をやります、という話になっています。
 そうなると、(2)の作業仮説を維持できるのかそれとも(4)なのか、ということが研究のテーマとなります。実は(4)ではないか、というのが、例えば大隅先生がブログで具体的に指摘(上記リンク先)しておられるような内容になります。

信用される文章の書き方

 ここしばらく話題になっている小保方さんのSTAP細胞について、4月9日の記者会見の後、4月14日付けで補充説明の文書が弁護団から出ました。毎日新聞のサイトが画像ファイルを公開し、文書ほぼ全文のテキストファイルがNHKのサイトで公開されました。
 ここでは、NHKのサイトに公開された文書本文の小保方氏のコメントを引用します。その方が楽なので。
 私の専門は化学物理・分光学で生物学は素人。理系文章作法については、卒業研究を指導し学生に卒論を書かせて添削する立場です。また、裁判所で使うための、裁判官が読むことを想定した意見書を書くといったことをしています。
 もし、こういった作文が学生から提出させられたとしたら、どう添削するかという視点で読んでみました。
 この文書が果たすべき目的は、ご本人の提出意図と推察される、理研が不当に捏造判定したということを示すこと、とします。科学の議論としてはプロトコルの完全公開で再現性の確認で済むので、この内容の文書があっても補強的な内容にしかならないでしょう。それでも確認可能な事実を入れていけばどんなふうになるかを考えてみました。

1 STAP細胞の存在について
(1)200回以上成功したと述べた点について
私は、STAP細胞の実験を毎日のように行い、しかも1日に複数回行うこともありました。
STAP細胞の作成手順は、1.マウスから細胞を取り出して、2.いろいろなストレスを与え(酸や物理的刺激など)、3.1週間程度培養します。
この作業のうち、1と2の作業は、それ自体にそれほどの時間はかからず、毎日のように行って、並行して培養をしていました。

 実際にどのような実験が行われたかについて疑義が持たれている時に、この説明では不十分です。生後間もないマウスの脾臓から細胞を取るのだから、1回の実験でマウス1匹は死ぬことになるのでしょう。そうであるなら、マウスの使用記録が残るはずです。この部分に信憑性を持たせるなら、提出してしまった実験ノートの方に書いてあって詳細が思い出せないにせよ、「何年何月頃から何年何月ころまで、毎日一匹マウスを使って実験1,2をしました。そのことは理研のマウスの使用記録に残っているはずです。」といったことを入れるべきです。
 「時間はかからず」という表現も曖昧です。マウスを切開するのに何分、細胞を取り出すのに何分、刺激で何分、合計何分程度、といったことを書けばわかりやすくなります。

培養後に、多能性マーカーが陽性であることを確認して、STAP細胞が作成できたことを確認していました。
このようにして作成されたSTAP細胞の幹細胞性については、培養系での分化実験、テラトーマ実験やキメラマウスへの寄与の実験などにより、複数回、再現性を確認しています。

 多能性マーカーの確認まではルーチンワークでできることのようです。毎日培養しているのなら、1週間前に仕込んだものが毎日出来上がってくるはずです。マーカーの陽性率、陽性になったもののうちおよそいくつをそれぞれ分化実験やテラトーマ実験やキメラマウスの実験に使ったのかを具体的に述べるべきです。実験ノートを出してしまっているのであれば、記憶している範囲でかまいません。少しぐらい回数が違っても仕方ありませんが、大幅に違うようなら話が怪しくなります。でも、自分でやった実験なら大体のことは言えるはずです。

STAP細胞の研究が開始されたのは5年ほど前のことですが、2011年4月には、論文に中心となる方法として記載した酸を用いてSTAP細胞ができることを確認していました。

 確認、の意味がぶれると話が混乱しますので、この文書で「確認」と書く時には、ぶれを無くすため、多能性マーカーで確認、分化実験で確認、といったふうに、冗長になってもいちいち確認の内容を特定すべきです。

その後、2011年6月から9月頃には、リンパ球のみならず、皮膚や筋肉や肺や脳や脂肪など、いろいろな細胞について、酸性溶液を含む様々なストレス条件を用いてSTAP細胞の作成を試みました。
この間だけで100回以上は作成していました。

 一匹のマウスから、皮膚、筋肉、肺、脂肪などの細胞を同時に得たということなら、そのようにはっきり書くべきです。組織が違うなら、培養の条件を変えたか変えなかったのか(これで準備含めて増えた手間が推定できる)、脾臓だけやっていた時と比べて細胞取り出しまでの時間がどの程度延び、ストレス条件を振ったことでさらにどれだけ時間がかかるようになったのかをきちんと書くべきところです。

そして、2011年9月以降は、脾臓由来のリンパ球細胞(CD45+)を酸性溶液で刺激を与えて、STAP細胞を作成する実験を繰り返していました。
このSTAP細胞を用いて、遺伝子の解析や分化実験やテラトーマの実験などを行うので、たくさんのSTAP細胞が必要になります。この方法で作ったものだけでも100回以上はSTAP細胞を作成しています。
また、今回発表した論文には合わせて80種類以上の図表が掲載されており、それぞれに複数回の予備実験が必要であったことから、STAP細胞は日々培養され解析されていました。
このことから、会見の場で200回と述べました。

 1回にどのくらいできて、それぞれの実験に十分なのかどうかの情報がほしいところです。1回作った分を遺伝子解析に廻したらもう残っていないからさらにもう1回作ったもので分化実験をしている、という状態なのか、1回に沢山作ったものを分けて複数の実験に使っているのかがはっきりしません。実験している人にとって自明なことでも、誰かに説明するつもりがあるなら、はっきりかくべきです。

(2)第三者によって成功している点について
迷惑がかかってはいけないので、私の判断だけで、名前を公表することはできません。
成功した人の存在は、理研も認識しておられるはずです。

 名前を出すことが一存でできないにしても「成功」という表現は曖昧です。多能性マーカーまで確認したのか、分化実験に成功したのか、テラトーマやキメラマウスを作って確認したのかで意味が違ってきます。個人名が出せないならかまいませんが、「成功」の中身の方は具体的に書くべきです。

2 STAP細胞作製レシピの公表について
STAP細胞を作る各ステップに細かな技術的な注意事項があるので、一言でコツのようなものを表現することは難しいのですが、再現実験を試みて下さっている方が、失敗しているステップについて、具体的にポイントをお教えすることについては、私の体調が回復し環境さえ整えば、積極的に協力したいと考えております。
状況が許されるならば、他の方がどのステップで問題が生じているかの情報を整理して、現在発表されているプロトコールに具体的なポイントを順次加筆していくことにも積極的に取り組んでいきたいと考えております。
また、現在開発中の効率の良いSTAP細胞作製の酸処理溶液のレシピや実験手順につきましては、所属機関の知的財産であることや特許等の事情もあり、現時点では私個人からすべてを公表できないことをご理解いただきたく存じます。
今の私の置かれている立場では難しい状況ですが、状況が許されるならば実験を早く再開して、言葉では伝えにくいコツ等がわかりやすいように、映像や画像等を盛り込んだプロトコールとして出来るだけ近い将来に公開していくことに努力していきたいと考えております。

 Natureの場合、論文投稿の段階で、第三者が再現できるだけの情報を出すことが求められているので、他人が再現できないようにコツは隠しましたが論文は投稿します、というのは認められません。コツを隠して誰かにまねされないようにして商売をしたいというなら論文投稿はあきらめるべき、論文投稿するならコツも含めて手順を公開すべきです。ましてや、iPSより簡単、という触れ込みで論文を出したわけですから、今になって、こっそり隠していたコツ無しでは再現できません、というのは筋が通りません。

3 4月12日朝刊での新聞記事について
同日、一部新聞の朝刊において「STAP論文新疑惑」と題する記事が掲載されましたが、事実確認を怠った誤った記事であり、大きな誤解を招くものであって、許容できるものではありません。
この説明は同日中に代理人を通じて同新聞社にお伝えしています。(1)メスのSTAP幹細胞が作成されており、現在、理研に保存されております。
したがって、オスの幹細胞しかないというのは、事実と異なります。(2)STAP幹細胞は、少なくとも10株は現存しています。
それらはすでに理研に提出しており、理研で保管されています。
そのうち、若山先生がオスかメスかを確かめたのは8株だけです。それらは、すべてオスでした。
若山先生が調べなかったSTAP幹細胞について、第三者機関に解析を依頼し染色体を調べたところ、そこにはメスのSTAP幹細胞の株も含まれていました。
記事に書かれている実験は、このメスのSTAP幹細胞を使って行われたものです。

 この部分の記述は記事の訂正なので、まあ、こんなもんでしょう。もう一声、理研に対して、第三者機関に検証に出すべきだとプッシュすれば、アピール目的としてはなお良かったかと思います。

4 STAP幹細胞のマウス系統の記事について
2013年3月までは、私は、神戸理研の若山研究室に所属していました。
ですから、マウスの受け渡しというのも、隔地者間でやりとりをしたのではなく、一つの研究室内での話です。
この点、誤解のないようお願いします。
STAP幹細胞は、STAP細胞を長期培養した後に得られるものです。
長期培養を行ったのも保存を行ったのも若山先生ですので、その間に何が起こったのかは、私にはわかりません。
現在あるSTAP幹細胞は、すべて若山先生が樹立されたものです。若山先生のご理解と異なる結果を得たことの原因が、どうしてか、私の作為的な行為によるもののように報道されていることは残念でなりません。

 ということは、若山研のマウスの使用記録の方に実験の状況が残るということですよね。そうであるなら、前述の実験記録のありかを含め、若山研が管理している記録のどのあたりに残っているかを具体的に述べておくと良いです。本気で法廷で争うつもりなら、実験の実態も含めて説明が必要になるでしょうから、使用記録のうち小保方さん自身の名前が出ている部分について情報開示をかけておくのも手でしょう(他の人のところは墨塗で出てくるかもしれませんが)。それでも、日付がわかれば大体どれくらい実験していたかを裏付ける証拠になるでしょう。
 マウス受け渡しの手順も、もっと具体的に書くべきです。どのマウスを受け渡したかは実験ノートなどの記録から特定できるはずですから、若山氏の方で手違いが起きたという主張をするのなら、小保方さんの方の動きなり操作なりが、間違いが生じないようになっていたということがわかるだけの内容を盛り込まないとまずいですね。


4月9日の会見は「不服申し立て」に関する記者会見であり、準備期間も不十分で、しかも公開で時間も限られた場であったことから、STAP細胞の存在や科学的な意義についての説明を十分にすることができませんでした。
しかしこのような事情をご理解頂けず、説明がなかったとして批判をされる方がおられることを悲しく思っております。
理研や調査委員会のご指示や進行具合にもよりますし、私の体調の問題もあるので、確かなお約束はできませんが、真摯な姿勢で詳しく聞いて理解してくださる方がいらっしゃるなら、体調が戻り次第、できるだけ具体的なサンプルや写真などを提示しながらの科学的な説明や質問にじっくりお答えする機会があれば、ありがたく存じます。
(会見形式では到底無理ですので、たぶん数名限定での説明になると思いますが・・・。)

以上

 数人向けの説明会なら聴きたがる人は居るでしょうけど、説明資料のネット公開は必須です。これまでの図の使い回しや切り貼りの状況を見る限り、少人数向けの説明回を今更開催されても、出て来た図をその場で信用するわけにはいきません。ですから、資料についてはオープンな場で誰でも見られるようにすることが必須でしょう。

(追記)なお、この文書ともとになった会見は、小保方さんが主催し、小保方さんの弁護士が同席するという、小保方さんにとって最も自由に物が言える条件で行われています。不服申し立てをすることと、実際に何がどう行われた結果不正など無かったと言えるのかという主張は、ある程度不可分です。文書は弁護士が見ているでしょうから、主張に説得力を持たせるには何が必要かという検討は出す前に行っているはずです。この条件であるにも関わらず、情報の不足が目立つのです。このため、結果として「実は出せる情報は何もないのではないか」という疑いを呼び込む内容になっています。本来、不服申し立てに記者会見など必要ないのですが、わざわざ会見して補充説明までして、さらにあやしくしてしまっています。
 書かれている情報の不足の理由について、理研からの守秘義務が原因とする考え方もありますが、それならば、不完全な情報しか出せない記者会見などしない方がマシでしょう。記者会見に至った状況からいって、詳細を述べずに「実験したらできました」しか無ければ、疑われて当然ですから。
 この意味で、詳細を出せという批判をがっつりやっておくことには意味があると考えます。今後もし類似のケースがあったときに、詳細を出せないのに会見だけやると逆にダメージを受ける(特に専門家から)ということがはっきりしますので。

 今回は作文技術的な観点からコメントを書いてみました。実のところ、卒業論文の添削はほとんどこんな感じです。テクニカルタームの使い方や日本語文法を直すと同時に、曖昧な表現、異なった解釈が可能な表現、具体的でない表現を片っ端からチェックして、実際の実験やデータ処理ではどうだったかというそのものずばりの内容に書き直させる作業を延々やっています。私が書いたような部分は専門家でなくてもチェックできることのはずなので、弁護士がスルーしてそのまま出させたのが不思議です。 
 自分ならどんな内容を追加させるか、考えながら読むと、学生さんにはいい教材になるかもしれません。

典型的なニセ科学の言い分

朝日新聞DIGITALより。

STAP論文「撤回すべきだと思わない」 米教授が反論
ワシントン=小林哲2014年4月2日10時21分

 STAP細胞の論文を不正と認定した理化学研究所の調査結果を受け、主要著者の1人、米ハーバード大のチャールズ・バカンティ教授は1日、「(STAP細胞の)発見全体を否定するような決定的な証拠がない限り、撤回すべきだとは思わない」などとする声明を出し、改めて論文の撤回を否定した。

 バカンティ教授は米留学時代に指導した、理研発生・再生科学総合研究センター小保方(おぼかた)晴子ユニットリーダーの不正を認定した調査結果について、「論文作成において過ちと判断ミスがあったとしているが、科学的な内容や結論に影響するものとは思えない」と反論。「過ちを正すのは不可欠だ」としつつも、STAP細胞の存在自体を否定する決定的な証拠がない以上、論文撤回に応じるべきではないとの考えを示した。

 さらに、研究室のホームページで公開したSTAP細胞の詳細な作製法に従って、香港中文大のチームがSTAP細胞とみられる多能性幹細胞の培養に成功した可能性があるとし、「時間がたてばおのずから真実は明らかになる」などとしている。

 一方、論文を掲載した英科学誌ネイチャーの広報担当者は1日、同誌ウェブサイトのニュース欄で「理研の調査結果も考慮したうえで独自の評価を進めており、現段階で論文の訂正や撤回についてはコメントできない」とする談話を発表した。(ワシントン=小林哲)

 大事なところを青色で強調した。
 STAP細胞存在の証拠が改竄されたものであり、小保方さんの実験データの管理が極端に杜撰であったこともわかった以上、STAP細胞の存在を示した実験そのものが疑わしく、サイエンスとしては論文提出前の振り出しに戻った状態である。
 自分で新規な説を言いだしておいて、十分な証拠を示せないのに、(誰かが)否定するまで撤回しない、というのは、典型的なニセ科学の主張である。自然科学での立証責任は新規な説を提唱する側が全面的に負うのがルールである。ヴァカンティ教授がこのような考え方でこれまでも研究に取り組んでいたのなら、こんなスーパーバイザーのところに学生を派遣するのは教育上大きなマイナスでしかない。