健康

生物医学初：研究者らが実験室で機能的なヒト骨髄を作成

科学者たちは、血球を持続的に生成できる骨髄の人体モデルを作成しました。 研究室で栽培されたミニチュア人間の「血液工場」は骨髄を忠実に再現します。 骨髄はすべての血球が形成される場所であり、このプロセスが中断されると、白血病などの重篤な病気が発生します。この内部の「ワークショップ」を可能な限り模倣した実験室モデルは、常に動物実験に頼ることなく、病気を理解し、治療法をテストするのに役立つ可能性があります。 生物医学部門とスイスのバーゼル大学病院の研究者らは、実験室で人間の骨髄のモデルを再現することで世界初の成果を達成した。このモデルは、本物の組織のように見えるだけでなく、数週間持続的に血球を生成することができた。 このモデルはヒトの細胞だけから作られ、この分野では初とされており、血液がんの研究や薬物検査の重要なプラットフォームとなる可能性があり、動物実験の数を減らす可能性がある。 体内の「血液工場」は高度に特殊化された組織で、骨細胞、血管、神経線維、免疫細胞、および化学的および機械的信号を通じて常に通信する他の細胞種の密なネットワークで構成されています。この複雑さは、何十年にもわたって、骨髄機能のほとんどの研究が動物モデル、特にマウスモデル、または人間の環境を完全には再現できない単純化された細胞システムに依存していたことを意味します。 最近雑誌に掲載された科学論文で説明された新しいプラットフォーム 細胞幹細胞は、骨内膜ニッチと呼ばれる骨髄の重要な微小環境を模倣することで、これらの限界を克服しようとしています。ニッチは骨髄内の特殊な微小領域であり、それぞれが造血幹細胞 (血液の「母」細胞) の成熟と維持において独自の役割を持っています。 骨表面近くに位置する骨内膜ニッチは、新しい血球の形成に不可欠であり、一部の血液がんが治療に抵抗性になるメカニズムと関連しています。これまでのところ、このニッチに関連するすべての生物学的構成要素を単一のシステムに含めることに成功した人体モデルはありません。 新しいモデルを構築するために、チームは、必要な三次元サポートを提供する、骨や歯に自然に存在するミネラルであるハイドロキシアパタイトで作られた人工骨骨格から開始しました。環境信号に応じて多くの細胞型に形質転換できる多能性幹細胞に再プログラムされたヒト細胞が、この足場に導入されました。研究者らは、一連の制御された発生段階を通じて、これらの細胞が複数の骨髄特異的な細胞型に分化するよう誘導した。 分析の結果、得られた構造は、構造と細胞構成の点でヒトの骨内膜ニッチによく似ていることが示されました。さらに、このモデルは以前のプロトタイプよりも大きく、直径約 8 ミリメートル、厚さ 4 ミリメートルであるため、実験室でヒトの血球の形成を数週間維持することが可能になりました。 著者らによれば、この成果により、造血、つまり血球の生成の研究が実際の人間の生物学に大きく近づくことになるという。 研究室で加工され、ヒトの血球が定着した 3D 骨髄組織の走査型電子顕微鏡画像 (赤)。画像: アンドレス・ガルシア・ガルシア、 バーゼル大学生物医学科、2025 年 11 月 彼らは、マウスの研究によって骨髄に関する多くの情報が得られているが、特にヒトと動物のメカニズムの違いを調査する場合、新しいモデルはこのデータを補完できると指摘している。この取り組みは、研究における動物の使用を可能な限り削減、改良、代替するという同機関の取り組みの一環である。 このプラットフォームは、現実的な人間の微小環境に対する治療の効果を直接観察できるため、医薬品開発においても重要な役割を果たす可能性があります。ただし、多くの分子と用量を並行して行う薬物スクリーニングの場合、システムをさらに小型化する必要があると研究者らは指摘しています。 長期的には、血液がん患者の細胞から始めてこの人工骨髄のカスタマイズされたバージョンを開発し、治療を投与する前に体外で試験できるようにすることが可能であると研究チームは考えている。 このような臨床利用が現実になる前に、このモデルはまだ追加の実験を通じて改良され、検証される必要があるが、この研究は、血液疾患における生物医学研究と個別化医療の両方を加速する可能性のある機能的ヒトモデルに向けた重要な一歩となる。 #生物医学初研究者らが実験室で機能的なヒト骨髄を作成