皿の痛みの経路は、新しい鎮痛薬の検索に役立つ可能性があります：ショット

科学者は、皿内のヒト神経細胞の4つの重要なクラスターを栽培することにより、脳の痛みの経路を再現しました。

この実験室モデルは、特定の疼痛症候群の説明に役立つために使用でき、スタンフォードチームである潜在的な鎮痛薬をテストする新しい方法を提供できます 報告 ジャーナルで 自然。

「エキサイティングです」と言います スティーブン・ワックスマン博士、研究に関与していなかったイェール医学部の教授。

現在、将来の疼痛薬は通常、動物でテストされています – その反応は人間のものとは異なることが多い – および脳ネットワーク全体の挙動を反映していない個々の神経細胞で。

脳の集合体として知られるこの新しいシステムでは、「非常に便利なプラットフォームかもしれないミニチュア神経系があります」とワックスマンは言います。

いくつかの停留所がある経路

このモデルは、痛みを伴う刺激にさらされた後に発生するシグナル伝達チェーンを再作成する努力の結果です、と言います セルジウ・パスカ博士、プロジェクトを率いたスタンフォード大学の教授。

たとえば、熱いストーブに触れ、皮膚の特別な細胞は「その情報を脊髄に送ってください」とパヤカは言います。 「それから脊髄はそれを脳の奥深くの視床まで中継し、それから脳の外層、つまり皮質までずっと中継します。」

ラボのこの経路を概算するために、Paucaのチームは4つの異なるものを作成しました 脳オルガノイド、皿で成長するヒト神経細胞の球状の塊。チームは、痛みの経路に沿って見つかった特定のタイプの脳または脊髄組織に似ているように、各オルガノイドを同軸にしました。

「そして、私たちはそれらをまとめ、本当に近くに置き、彼らが互いにつながっているのを見ていました」とパアカは言います。

ラボで6か月以上発展した後、結果は 集合体 4つのオルガノイドを結ぶ経路を作成しました。神経細胞はまた、自然に「この集合体の4つの部分で調整された方法で作業し始めた」とパアカは言う。

唐辛子と痛み症候群

モデルをテストするために、チームはそれをカプサイシンにさらしました。カプサイシンは、チリペッパーズを痛々しいほど熱くする化学物質です。

「それからあなたはその情報が旅行しているのを見始めます」とパアカは言います。 「これらの信号を感知するニューロンは活性化され、その情報を次のステーションと次のステーションに皮質まで送信します。」

次に、科学者は、異常な痛みの知覚に関連する遺伝的変異を持つ細胞を使用して集合体を作成しようとしました。

これらのバリアントの1つは、呼ばれるまれな状態を引き起こします 紅斑性、 またはマンオンファイア症候群。

「これらの個人は、軽度の暖かさに反応して、焼け付くような、燃え、燃え尽きる痛みを感じます」とワックスマンは言います。

科学者たちは、遺伝子変異体を持つ集合体がオルガノイド間ではるかに自発的なコミュニケーションを生成し、痛みに対する感受性が高まっていることを発見しました。

そのような結果は、オルガノイドがすでに神経系の疾患とそれらが影響する経路の両方を研究するのに役立つ方法であることを示唆している、と言います グオリミン博士、ペンシルバニア大学のペレルマン医学部の教授であり、新しい研究でも役割がありませんでした。

そのすべての複雑さのために、 皿の痛みの経路は、人で起こっていることの非常に単純化されたバージョンです、とMingは付け加えます。たとえば、人間には脳に痛み信号を運ぶ2つの主要な経路がありますが、モデルシステムには1つだけが含まれます。

その結果、モデルは痛みを伴う刺激を検出できますが、感情的な反応は生じません、とPascaは言います。

「だから、私たちが構築したこの経路は、何らかの形で痛みを感じているとは思わない」と彼は言う。

そして、科学者が神経系のより大きく複雑な部分を再現する方法を見つけるにつれて、これらのヒト細胞のクラスターはさらに価値がある可能性があります。

たとえば、Ming独自の研究室は、最終的に赤ちゃんの脳と脊髄になる胚の構造であるヒト神経チューブのモデルを開発しました。彼女の目標は、神経障害が人生の早い段階でどのように発達するかを理解することです。