教科書に載っている、核が 1 つだけの細胞モデルは、ほとんどの細胞を正確に表しているが、すべてではない。実際、多くの細胞は複数の核を持っている。人間の胎盤の最外層は、数十億の核を持つ 1 つの巨大な細胞である。平らに広げると、その大きさは 12 ～ 14 平方メートルになる。
エイミー・グラッドフェルター、PhD’01数十年にわたり、こうした細胞に魅了されてきた。「顕微鏡でこれらの非常に大きな菌類細胞を見た瞬間から、そのことを考えずにはいられなくなった」と彼女は言う。「細胞生物学のルールのほとんどは単純なシステムで確立されていたのに、これらの細胞はルールを破り続けたため、驚きと矛盾が山ほどあった」
医学部細胞生物学科の教授であるグラッドフェルター氏は、昨年デューク科学技術奨学生としてデューク大学の教員に加わった。
彼女の研究室では、海洋菌類と胎盤細胞の両方を研究している。「多核組織を形成してかなり大きくなる能力が、細胞が動的で極限の環境に対処するのにどのように役立つかに興味があります」と彼女は言う。
グラッドフェルター氏の研究は、細胞生物学のモデルを改良し、妊娠中のいくつかの病気を説明し、さらには癌治療の新たな道を開く可能性もある。
ヒト胎盤の秘密を探る
胎盤の最外層を構成する巨大細胞は、成長する胎児と母親のニーズに関連する多くの相反する信号をうまく処理しなければなりません。グラッドフェルター氏は、細胞の大きさと組織が、細胞がさまざまな信号を解釈してそれに基づいて行動し、その瞬間の行動を導くのにどのように役立つかを探っています。
彼女がこの研究に興奮しているのは、胎盤の巨大細胞の構成と機能についてはまだ十分に説明されていないからだ。「私たちは、胎盤の細胞が健康な妊娠でどのように機能するかを理解し、細胞レベルで何が起こっているのかあまりわかっていない妊娠疾患について、それが私たちに何を教えてくれるかを理解するつもりです」と彼女は語った。
彼女は顕微鏡で細胞を研究し、機械学習技術で画像を分析し、データをモデル化して細胞の挙動をより深く理解しています。「私たちにとって、画像は単なるきれいな写真以上のものです」と彼女は言います。「画像は、細胞のダイナミクスと物理的構造に関する多くの情報を引き出す場所です。」
胎盤についてより深く理解することで、両者の間には興味深い類似点があることから、がんの解明につながる可能性がある。両者とも免疫系を回避しようとし、珍しいタイプの代謝を利用し、同じ遺伝子の一部をアップレギュレーションする。そして、がん細胞は複数の核を持つことが多い。
基礎科学 + コラボレーション = 医療への応用
グラッドフェルター博士の海洋菌類と巨大胎盤細胞の研究は、これらの珍しい細胞がどのように機能するか、つまりどのように動くか、信号やストレスにどのように反応するか、どのように自身の形状を感知するかを分子レベルで理解したいという好奇心によって推進されている。そして博士は、その情報を利用して、すべての細胞の内部の仕組みに関する現在の理解を向上させ、拡大したいと考えている。「これらの細胞は非常に極端なため、すべての細胞が使用している特徴が明らかになることがよくあります」と博士は述べた。「細胞が非常に大きいため、拡大して見えるのです。」
グラッドフェルター氏は、基礎科学が新たな医療治療法やその他の技術的進歩を開発するための第一歩であることに疑いの余地はない。
「現在存在するすべての問題を解決するには、まだ十分な理解が得られていません」と彼女は言う。「基礎科学の知識に大きなギャップがあり、それが医療への応用を妨げているのです。」
彼女は、母体胎児医学部門、生体医工学部、ティッシュ脳腫瘍センターなどの同僚と協力し、新たな発見を新たな治療法につなげようとしている他の人々と、自分の発見を共有しています。
2001年にデューク大学で博士号を取得した後、彼女が教員としてデューク大学に戻るチャンスに飛びついた理由の一つは、コラボレーションの機会があったからでした。「人々がコラボレーションに対してオープンだったことが大きな理由です」と彼女は言います。「ここでは本当に学際的なつながりを築けると感じました。」
このストーリーは、もともと DukeMed Alumni News、2024 年春号に掲載されました。
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#極限細胞は細胞生物学妊娠疾患がんに関する新たな知見をもたらす可能性がある
2024-06-28 01:15:25