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2025-12-19 14:39:00
肝疾患は世界中で大きな公衆衛生上の問題となっており、研究者らはこれらの疾患の進化をより深く理解し、より適切な標的治療法の開発を支援するために、人間の生物学に可能な限り近いモデルを探しています。患者から採取したヒト細胞から作られた新しい実験室モデルは、肝臓の重要な領域の構造と細胞間の相互作用をより忠実に再現することを目的としています。
肝疾患により、世界中で年間 200 万人以上が死亡しています。動物モデルは肝臓の生物学の理解に貢献してきましたが、それが常に人間に正確に翻訳されるわけではありません。さらに、肝臓の特殊な構造により、既存のヒトモデルは細胞型間の複雑な相互作用を再現できず、病気がどのように進行するかを正確に示すことができません。
組織由来の肝臓オルガノイドモデルには通常、1 種類の細胞のみが含まれており、肝臓の門脈周囲領域などの組織の細胞組成や複雑な構造を再現できません。最近まで、門脈周囲領域の細胞相互作用を捉えるのに十分な成人肝組織複合体の多細胞 3D モデルは存在しませんでした。この制限により、肝疾患の場合の研究の可能性や新しい治療法の開発が制限されました。
ドイツのドレスデンにあるマックス・プランク細胞生物学・遺伝学研究所（MPI-CBG）の研究者グループは、この問題に取り組み始めました。 以前の研究 2021年以来、研究者らは胆管細胞と間葉細胞という2つの細胞型で構成される肝臓オルガノイドを開発したが、そのモデルには他の門脈周囲細胞型、特に肝臓の質量の大部分を構成する細胞である肝細胞が含まれていなかった。その後、研究チームは、門脈周囲領域を再構築するために、成人肝細胞、胆管細胞、間葉系細胞の3種類の肝細胞で構成される「次世代」マウスモデルの作製に成功した。
水曜日にジャーナルに発表された新しい研究では 自然科学者たちは、各患者に特有の複雑なヒト肝臓門脈周囲オルガノイドを開発しました。この高度なモデルには、28 人の患者由来の成人ヒト胆管細胞、肝間葉細胞、および肝細胞が含まれています。
研究者らは、これらの細胞の組み合わせを、複数の種類の細胞を組み立てる「レゴのような」プロセスであると説明しています。集合後、細胞は 3D 構造に自己組織化し、in vitro (実験室) の細胞配置と in vivo (体内) の組織内で見られる細胞間相互作用を再現します。
患者から組織を受け取った後、チームは細胞の種類を分離し、再結合する前に細胞培養で増殖させ、組み立てる前に細胞の増殖に必要な培養条件を調査する必要がありました。
ヒト組織は、UKD ドレスデンおよびライプツィヒ大学医療センターの内臓・移植・胸部・血管外科クリニックから提供されました。専門家らは、十分な数のヒト肝細胞を取得するための最終プロトコルを確立するまで、培養条件を徐々に調整しました。
このモデルは、毛細胆管 (門脈周囲領域の胆管への胆汁の排出に関与する構造) を含むように開発されました。研究者らによると、この胆汁排出システムの破壊は肝臓の損傷や肝臓疾患の発症につながる可能性があるという。
胆管を含めることは研究者らにとって重要な目標であり、今回の研究では胆管を備えた体外初の複雑なヒト肝臓モデルについて説明した。
開発されたモデルに基づいて、研究者らは28人の患者から採取した肝臓オルガノイドの生きたバイオバンクを作成した。これは、必要に応じて再培養するために凍結および解凍することができる。
著者らによると、新しいヒト肝臓モデルは各患者の特有の特徴を強調し、ヒト肝臓の門脈周囲領域の重要な構造的および機能的特徴を保存しているという。
門脈周囲組織の多細胞組織と体外での細胞相互作用を再構築することはこれまで不可能であったため、研究チームは大きな課題を克服した。
研究者らは、これらのモデルにより、研究室で肝臓のさまざまな成分の開発と制御が可能になり、健康な肝臓で細胞とその環境がどのように連携するのか、そしてこれらの相互作用が変化すると胆汁線維症などの疾患がどのように発生するのかを理解するのに役立つと説明している。
著者らは、新しい肝臓モデルが肝臓疾患の研究と治療の方法を変える可能性があると信じています。研究チームによると、新しい肝臓オルガノイドは最新の診断検査の開発をサポートし、新薬の安全性をテストし、薬物毒性の評価を改善し、肝疾患患者のための個別化された治療法を生み出す可能性があるという。
このモデルの開発には、研究者、医師、専門家の広範な協力が必要でした。 いくつかの研究室 ライプツィヒとドレスデンから。
#患者向けの個別治療法の開発を促進するために研究者によって開発されたヒト細胞からの肝臓オルガノイド