あなたの腸は 明白な仕事: それはあなたが食べる食品を処理します。 しかし、それには別の重要な機能があります。それは、その食品とともに摂取するバクテリア、ウイルス、またはアレルゲンからあなたを守ります. 「人間の免疫系の最大の部分は消化管であり、私たちが世界にさらされる最大の部分は、口に入れたものです」と、腸疾患の患者を治療するシンシナティ小児病院医療センターの小児外科医、マイケル・ヘルムラスは言います。 .
このシステムが機能不全になったり、適切に発達しないことがあり、潰瘍性大腸炎、クローン病、セリアック病などの胃腸の状態につながる可能性があります。これらはすべて世界中で増加しています. 動物の食事と免疫システムは私たちのものとは非常に異なるため、動物でこれらの状態を研究しても多くのことを知ることはできません.
より良い方法を求めて、ヘルムラスと彼の同僚は先週、 ジャーナル ネイチャーバイオテクノロジー 彼らは、人間の腸組織の小さな三次元球体をマウスに移植した。 数週間後、オルガノイドとして知られるこれらの球体は、ヒトの免疫系の重要な機能を発達させました。 このモデルは、病気の患者で実験することなく、人間の腸システムを模倣するために使用できます。
この実験は、Cincinnati Children’s の研究者が世界で初めて機能する腸オルガノイドを作成した 2010 年からの劇的なフォローアップです。 初期モデル だった ラボディッシュのよりシンプルなバージョン. Helmrath 氏によると、数年後、彼らは「人間の組織のようにする必要がある」ことに気付きました。
他の場所の科学者は、脳、肺、肝臓を含む他の人間の臓器の同様のミニチュアレプリカを成長させ、それらがどのように正常に発達し、どのように病気を引き起こすのかをよりよく理解しています. オルガノイドは、薬物検査用の人間のアバターとしても使用されています。 それらは人間の細胞を含み、実際の臓器と同じ構造と機能を示すため、一部の研究者は、実験動物よりも優れた代役であると考えています.
「ヒト組織モデルで薬物の有効性と薬物の副作用をテストするためのこれらのプラットフォームを作成しようとするとき、薬物が機能する組織にできるだけ近く、完全であることを実際に確認することが非常に重要です。最終的には私たち人間の体になります。 したがって、免疫系を追加することはその重要な部分です」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校のヒューマノイド研究センターの所長である Pradipta Ghosh は述べています。 ゴーシュは研究に関与していませんでした。
オルガノイドを成長させるために、科学者は人工多能性幹細胞から始めました。人工多能性幹細胞は、血液または皮膚から採取された成熟したヒト細胞から作成されます。 これらは、あらゆるタイプの体組織に変わる能力を持っています。 幹細胞に特定の分子カクテルを与えることで、チームは幹細胞を腸細胞に誘導しました。 ディッシュで 28 日間増殖させた後、細胞は直径わずか数ミリの組織の球体を形成しました。
チームは、これらの球体を、オルガノイド組織が拒絶されないように、自身の免疫系を抑制するように遺伝子操作されたマウスに慎重に移植しました。 （研究者たちは、腸オルガノイドを各マウスの腎臓の隣に移植したため、実際には動物の消化管に接続されていませんでした。）オルガノイドを刺激してヒト免疫細胞を生成させるために、以前にマウスにヒト臍帯血を与えていました。目的の細胞に変換できる幹細胞の