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Oct 25, 2023

研究者は霊長類の胚を取得し、培養皿で器官の発達を開始します

Lita Kacsoh - 1 giugno 2023 15:15 UTC Gli scienziati stabiliscono un nuovo record

リタ・カソー - 2023 年 6 月 1 日午後 3 時 15 分 UTC

雑誌「Cell」の5月号で報告されたように、科学者たちは子宮の外で成長する霊長類の胚に関する新記録を樹立した。 初めて、サルの胚が受精後25日間実験室で培養され、器官発生の開始など、これまで培養では観察されたことのない重要な発生上のランドマークが達成された。 研究室でこれらのプロセスを追跡できることは、ヒトの先天性欠損症と臓器発達を理解するための重要なステップとなる可能性があります。

動物発生の初期段階は胚発生と呼ばれることが多く、一見何の変哲もない細胞の塊から複雑で区画化された生物への移行が含まれます。 胚形成の終わりに、細胞は特殊化への行進を開始し、器官系が形成され始めます。 哺乳類では、これは通常、快適でプライバシーのある子宮内で起こるプロセスであるため、高度な画像処理が発達したにもかかわらず、観察することは困難です。 そして、発達に影響を与える可能性のある要因を実験するのは困難です。

これらすべてにより、発生生物学者は、これらの制限を回避して、培養皿内でこのプロセスを発生させる方法を模索することになりました。 ヒトの胚発生の研究は、倫理的および法的考慮により制限されています。 具体的なガイドラインは国によって異なる可能性がありますが、その結果は、神経系の前駆細胞が形成される前の14日を過ぎた、研究室で維持されるヒト胚の使用をほぼ世界的に禁止することになります。 神経系形成中の不規則性は、二分脊椎を含む脊椎、脊髄、脳に影響を与えるさまざまな症状を引き起こす可能性があるため、この詳細は特に医学的に関連しています。

このプロセスに関する私たちの理解のほとんどは、マウスとニワトリの胚の研究から得られています。

しかし、ネズミでさえ、生命の木の上で人間から飛び跳ねたり、スキップしたり、飛び降りたりするだけではありません。 私たちはいくつかの点で非常に似ていますが、発育のタイミングと遺伝子活性には顕著な違いがあり、さらには胚の物理的配置さえも異なります。

2 つの独立した研究者グループが立て続けに論文を発表し、胚形成を研究するための霊長類のシステムを開発することで、このギャップを埋めようとしました。 マカク種 (Macaca fascicularis) の受精胚を使用すると、両グループは霊長類の胚を受精後 25 日まで培養することができました。 これはこれまでの記録である20日を上回り、研究者は臓器発生のより高度な段階を観察できるようになる。

各グループは独自の技術を開発しましたが、どちらのグループも、これまで以上に子宮内の対応する胚によく似た胚を取得することができました。 これを達成するための鍵の 1 つは、胚の三次元成長を促進することでした。 これまでの取り組みは二次元培養条件に依存していたが、組織の過剰増殖に悩まされ、最終的には20日目までに胚が崩壊してしまうという問題があった。これに対処するために、Hongmei Wang率いるチームは液体懸濁液中での培養条件を最適化したが、Tao Tan氏のグループは機械的支持体を使用した。 。 どちらのアプローチも適切な三次元成長を促進するようでした。

25 日目までの胚の生存率は、研究および使用した特定の測定基準に応じて、約 20 ～ 40 パーセントの範囲でした。 これは効率的かつ高スループットの成功とは言えないかもしれませんが、以前の技術に比べて大幅な改善となっています。 重要なのは、25日まで生存した胚は、胎児の形成に最終的に関与する3つの胚組織層（内胚葉または腸内層、皮膚と神経を形成する外胚葉、中胚葉、それ以外はすべてです）。 研究者らはまた、脳や脊髄を形成するさらなる器官形成と神経管の形成の証拠も文書化した。

これらすべては、霊長類の胚発生を研究するための扱いやすいシステムに向けて非常に有望な一歩となるが、その技術は完璧には程遠い。 現在、胚はどちらの条件でも 25 日を超えて生存できません。 しかし、両グループは、成長分子とシグナル伝達分子を最適に組み合わせ、より高度な機械的サポートと組み合わせることで、子宮内の状態をよりよく模倣し、胚を発生のさらに後期の段階まで維持できる可能性があると示唆している。

セル、2023。DOI: 10.1016/j.cell.2023.04.019、10.1016/j.cell.2023.04.020

Lita Kacsoh は、エモリー大学で公衆衛生の修士号を取得し、ダートマス医科大学で分子生物学の博士号を取得しています。 彼女が執筆していないときは、おそらく本を読んだり、コーヒーを飲んだりしているでしょう。