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2024-02-23 11:46:40
科学初の試みとして、バルイラン大学の研究者らは実験室で睾丸を作成した。この発見は、不妊治療の進歩だけでなく、性決定についてのより深い理解につながる可能性があると期待されている。
「実験用睾丸」は等身大ではなく、オルガノイドです。オルガノイドは、器官の重要な生物学的機能と構造を模倣し、インビトロで作製された小型の簡略化された三次元バージョンです。
この新しい成果は最近、査読済みの論文として出版されました。 勉強 国際生物学ジャーナルで。
「この最新の研究は、性決定のプロセスと生殖腺（男性の場合は精巣、女性の場合は卵巣）の発達に焦点を当てた私の研究室から生まれました。 私たちは性発達障害について調べています [formerly referred to as intersex]出生4,000人に1人の割合で発生します」と主任研究者は述べた。 博士。 ゴンにいました。
これまで生体内での性決定については、主にマウスを使って研究するしかありませんでした。 これは、ゲノム編集、遺伝子変異を持つマウスの作製、発生の特定の時点でマウスを開いて生殖腺を調べるという、長くて複雑なプロセスです。
「したがって、性分化障害と生殖腺が一般にどのように発達し機能するかをよりよく理解するには、研究室に in vitro システムがあれば非常に役立つことがわかりました。 私たちは、あらゆる種類の実験のために突然変異を挿入したり、そこから細胞を採取したりできる細胞がたくさん入った皿に精巣のモデルを入れたいと考えていました」とゴネン氏は語った。
女性の生殖オルガノイドの開発では科学者によってすでに大きな進歩が見られていますが、精子やテストステロンなどの男性ホルモンの生成を担う精巣については、これに匹敵する画期的な進歩は今のところありません。
したがって、精巣にある 3 種類の細胞を含むオルガノイドを作成することが目標でした。 1つ目は精子を生み出す生殖細胞です。 他の細胞は、精子を生成できるように生殖細胞を育てるセルトリ細胞と、テストステロンを分泌するライディッヒ細胞です。
当初、ゴネン氏と彼女のチームは胚性幹細胞を採取し、再生生物学と呼ばれるプロセスを通じてそれを初期段階の精巣細胞に変えることに成功した。 ただし、不具合がありました。
「これらの非常に初期の生殖腺細胞を取り出し、基本的な培地を含む標準的なディッシュに入れたら、それらを維持することはできないだろうと思いつきました。 したがって、幹細胞から生殖腺細胞を生成するというこのアプローチは私には役に立ちません」とゴネン氏は語った。
A.S.博士ニザン・ゴネン (バルイラン大学)
新たに発表された研究の焦点となった次のステップは、生後3～4日の子マウスの精巣を採取し、それらを単一細胞に分離することであった。 さまざまな技術を使用する試行錯誤のプロセスを通じて、ゴネンと彼女のチームは、生殖細胞、セルトリ細胞、ライディッヒ細胞の適切な構造を豊富に備えた精巣オルガノイドにこれらを成長させることに成功しました。
彼らは、子犬が若ければ若いほど、細胞が「実験用精巣」に成長することができることを発見しました。
「私たちはこれらを9週間保存することができました。これは長期間であり、これまで誰もできなかったことです」とゴネン氏は述べた。
「9週間の間に細胞のさまざまなマーカーの発現をすべてチェックしたところ、それらは実際の精巣での発現の仕方と非常に似ていることがわかりました」と彼女は語った。
ゴネン氏によれば、この9週間という期間は、理論的には精巣が精子形成（精子の生成）を始めるのに十分な長さであるという。 彼女は、これの初期の兆候は見られたが、これが起こっていることを確認するにはさらなる研究を行う必要があると述べた。
「理論的には、マウスの精子形成プロセスには 34 日かかるはずです。 したがって、その中にはすでにそれを行っている細胞があるかもしれませんが、私たちはまだ知りません。 私たちは現在それに取り組んでいます」とゴネン氏は述べた。
精巣オルガノイドはマウスの子から生成され、バルイラン大学のニザン・ゴネン博士の研究室で皿の中で21日間培養されました。 （アヴィヤ・ストペル）
ゴネン氏は、不妊問題に対処できるよう、研究をマウスからヒトに進めたいと熱望していると語った。
考えられる応用例の1つとして、一部の少年はがんを患っており、思春期に精子に成長する精巣内の幹細胞を破壊する化学療法を受けなければならないと彼女は指摘した。
イスラエルやその他の国では、このような思春期前の少年とその両親には、精巣組織生検を採取するための腹腔鏡手術を受けるオプションが少年に与えられている。 この生検はスライスに分割され、凍結されます。 しかし、現時点では、それらの細胞から精子を生成するためにできることは何もありません。
これらの子供たちが最終的に生物学的に子供を産むことができるよう支援する試みとして、ゴネン氏はハダッサ医療センターの医師と協力しており、彼女の研究室にこれらの冷凍サンプルのスライスを提供している。
「私たちは、マウスの子犬の細胞でやったのとほぼ同じことを、この子たちの生殖腺細胞でもやろうとするつもりです。 私たちは精巣細胞を解離して再構築し、精子の生成という点で本来どおりに機能するヒト精巣オルガノイドを生成できるかどうかを確認する予定です」とゴネン氏は語った。
彼女はまた、不妊症に悩む成人男性を助けることができるかどうかも知りたいと考えているが、彼女は子マウスと出生前のマウスから「実験用精巣」を作成することに成功しただけなので、別のアプローチが必要になるだろうと指摘している。 彼女のチームがこのアプローチを年老いたマウスで試したところ、思春期に精巣が受ける変化のためうまくいかなかった。
ゴネン氏は、解決策は成人男性から皮膚細胞などの体細胞を採取し、それを人工多能性幹細胞に戻して増殖させることかもしれないと考えている。
「結果として得られる精巣オルガノイドは、胚性幹細胞から成長させたものよりも丈夫で長く生存し、ヒト卵子の体外受精に必要な精子を生成することが期待されています」と彼女は述べた。
#画期的な進歩としてバルイラン大学の科学者が実験室で培養した人工睾丸を形成