研究室

まとめ：研究者らは、動物細胞を含まない、ヒト脳オルガノイドとして知られる実験室で培養されたミニ脳を作製する方法を革新し、神経変性疾患のより正確な研究と治療が期待できるようになった。

以前は、脳オルガノイドはマトリゲルと呼ばれるマウス肉腫由来の物質を使用して成長していましたが、その未定義の組成とばらつきにより不一致が生じていました。 新しい方法では、動物成分を含まない人工細胞外マトリックスを使用し、脳オルガノイドの神経発生を改善します。

この画期的な進歩により、人間の脳の状態をより正確に再現できるようになり、ALSやアルツハイマー病などの神経変性疾患の個別治療への扉が開かれる可能性があります。

重要な事実:

ソース：ミシガン大学

ミシガン大学の研究者らは、動物細胞を使わずに人工的に成長させた小型脳（ヒト脳オルガノイドと呼ばれる）を作製する方法を開発した。この方法は、神経変性疾患の研究方法、そして最終的には治療方法を大幅に改善する可能性がある。

過去 10 年間の神経疾患の研究において、科学者たちはマウスモデルの代替として人間の脳オルガノイドの使用を研究してきました。

胚性幹細胞または多能性幹細胞に由来するこれらの自己組織化 3D 組織は、従来の 2 次元培養物と比較して、複雑な脳構造をより厳密にモデル化します。

これまで、細胞外マトリックスとして知られる脳オルガノイドの細胞に構造を与えるタンパク質や分子の人工ネットワークには、マトリゲルと呼ばれるマウス肉腫由来の物質がよく使用されていました。

この方法には、組成が比較的不定であり、バッチごとにばらつきがあるという重大な欠点がある。

『Annals of Clinical and Translational Neurology』に掲載された最新の UM 研究は、マトリゲルの弱点を克服する解決策を提供しています。

研究者らは、動物成分が存在しないヒト脳オルガノイド用に操作された細胞外マトリックスを使用する新しい培養方法を開発し、これまでの研究と比較して脳オルガノイドの神経新生を強化した。

「動物成分を含まない人間の脳オルガノイドの開発におけるこの進歩により、神経発生生物学の理解が大きく前進するでしょう」と上級著者であり、UMバイオインターフェース研究所所長でヴォルフガング・パウリ大学教授のヨルグ・ラハン博士は述べた。 UM の化学工学。

「科学者たちは動物研究を臨床の世界に移すことに長い間苦労してきましたが、この新しい方法により、トランスレーショナルリサーチが研究室から臨床へ容易に移行できるようになります。」

研究チームの脳オルガノイドの基本的な細胞外マトリックスは、幹細胞が接着、分化、成熟するための天然構造として機能するタンパク質であるヒトフィブロネクチンで構成されていました。 それらは高多孔性ポリマー足場によって支持されていました。

新型コロナウイルス感染症のパンデミックのため、研究室スタッフが建物に入ることができない中、オルガノイドは数か月間培養された。

研究者らは、プロテオミクスを利用して、脳オルガノイドが脳脊髄液（健康な脳と脊髄の周りを流れる透明な液体）を発達させていることを発見した。 この液体は、マトリゲルで開発されたヒト脳オルガノイドの画期的な研究と比較して、ヒト成人CSFとよりよく一致しました。

「私たちの脳が子宮内で自然に発達しているとき、もちろん、マウスのがん細胞によって生成される細胞外マトリックスの床で成長しているわけではありません」と、筆頭著者でUM高分子科学の大学院生だったアイシェ・ムニス博士は述べた。作業時のエンジニアリング プログラム。

「自然環境によりよく似た操作されたニッチに細胞を配置することで、自然界で見られるものをより忠実に模倣するオルガノイドの発生の違いが観察されるだろうと私たちは予測しました。」

これらの異種混入のないヒト脳オルガノイドの成功は、神経変性疾患患者の細胞を使った再プログラミングへの扉を開く、と共著者のエヴァ・フェルドマン医学博士（マサチューセッツ工科大学ALSセンター・オブ・エクセレンス所長）とジェームス・W・ケネディ博士は述べている。アルバース大学医学部神経学の名誉教授。