健康

人間のミニ臓器はウイルス研究に最適で、髪の毛を生やすことさえできる

多くの研究室は、このような研究を敢えて行わない、とペンフェイ・リーは言う。「一度でも栄養素の交換を忘れたり、偶然に汚染されたりしたら、何ヶ月もの研究が無駄になってしまいます。」ロッテルダムのエラスムスMCのポスドク研究員であるペンフェイ・リーは、6年間オルガノイドを培養してきた研究室にいる。彼は、人間のミニ臓器を使って、肝炎やコロナなどのウイルスの機能と治療などを研究している。 履歴書 オルガノイドウイルス学者 鵬飛李（1992）は獣医学を学んだ 中国山東省。エラスムスMCでは、2018年に妊婦のE型肝炎に関するオルガノイド研究を開始したが、パンデミック中にコロナウイルスに切り替えた。今年、論文でウェスターダイク賞、mpoxに関する研究でキーム賞を受賞した。 彼はインキュベーターから、黄色がかった塩水（栄養素）が入った12個の丸い区画があるアクリル樹脂製のトレイを取り出す。各区画の底には乳白色のゲルの滴があり、その中でオルガノイド（この場合は腸）が成長する。オルガノイドは完全な臓器と同様の機能を持つが、注意深いケアが必要だ。「餌は48時間ごとに交換します。」彼は8日間の休暇から戻ったばかりだ。例外的だと彼は言う。「私は独身で、春節のときだけ家族に会います。だからオランダにいる間は、ほとんどすべての時間を研究に費やしています」。そして、それが功を奏している。2018年にロッテルダムで博士課程を開始して以来、彼は40以上の論文に寄稿している。彼の論文と、以前はサル痘ウイルスとして知られていたmpoxウイルスに関する研究は、オランダ医学微生物学会から2つの賞を獲得した。あなたは雑多なウイルスの集まりを研究しています。なぜですか?「博士課程を始めたとき、E型肝炎に焦点を当てるつもりでした。しかし、2年後のロックダウン中、私は家にいて、博士課程を修了できるかどうか疑問でした。ウイルスのせいで足止めされていると感じたので、共同指導教官と一緒に何か対策を講じることにしました。たとえば、オミクロン変異株に効果のある薬を調べました。翌年、オランダでMPOXが出現し、私もそれに焦点を合わせることにしました。」オルガノイドはどうやって作るのですか？「私たちは2つの方法でオルガノイドを育てています。肝臓と腸のオルガノイドは、最近手術を受けた患者の組織から分離し、皮膚オルガノイドは血液や皮膚の細胞を幹細胞に再プログラムして作ります。これらは成長物質を使ってさまざまな細胞タイプに成長させることができ、ミニ臓器に成長します。」 彼が腸の臓器の箱を顕微鏡の下に置くと、不規則な形の細胞が一面に見えます。細胞は間隔を空けて配置されており、ゲル内の異なる深さで成長しているように見えます。「細胞が元気でなければ、組織が暗く歪んでいるのがわかります。」 実験動物を使うことはできるが、人間と同じ傷はできない。 成長がなぜ難しいのでしょうか?「オルガノイドが成熟するには数週間から数ヶ月かかります。その間、適切な成長ホルモンとタンパク質を適切なタイミングで与え、オルガノイドを分割して移植し、過密状態を防がなければなりません。患者の組織から作られたオルガノイドも、特にドナーが少し年をとっている場合は、成長が非常に遅くなります。「さらに、ほとんどのオルガノイドは独自の免疫システムを持っていないため、細菌や真菌に感染しやすいのです。」それでもまだ努力を続けるのですか?「その通りです。オルガノイドには利点があります。たとえば、MPOXに関する研究を考えてみましょう。このウイルスの研究には実験動物を使うことができますが、動物には毛がたくさん生えているので、人間と同じような傷はできません。ですから、私たちは人間の皮膚にもっと似たモデル、できれば動物実験をしていないモデルが欲しいのです。」培養されたヒト細胞は？「その選択肢もあまり良いものではありません。不死化細胞株は使いやすいですが、長年にわたりさまざまな突然変異を蓄積しています。また、1種類の細胞のみで構成されているため、ウイルスや薬剤に対する反応が異なります。一方、オルガノイドは複数の細胞タイプに発達し、人間と同じように3Dで成長します。たとえば、皮膚オルガノイドは人間の皮膚と同じ層構造を持ち、毛包や毛髪を成長させることさえできます。そのため、mpox研究に適したモデルになります。」 ウイルスがオルガノイド内のマイクロプラスチックに遭遇すると何が起こるかを見たい それで何が発見できるでしょうか?「顕微鏡技術を使って、ウイルスが皮膚構造を攻撃する様子や、抗ウイルス薬テコビリマットがウイルスの増殖を阻止する様子を観察しました。この薬の有効性は長い間疑問視されてきました。この薬を投与された患者は1～2週間で回復することが多いのですが、これがテコビリマットによるものか、患者自身の免疫システムによるものかは未だ不明でした。私たちの研究では、この薬は効果があることがわかっていますが、特に感染直後に投与した場合には効果的です。「それ以来、私は適切な抗炎症薬を探してきました。患者にダメージを与えるのは主に重度の炎症だからです。そのため、私たちは免疫細胞も加えた新しいオルガノイドモデルの開発に取り組んでいます。これにより、ウイルスが炎症を引き起こすメカニズムをよりよく理解し、これに介入する薬を探したいと考えています。」最近、マイクロプラスチックに関する独自の研究グループも率い始めましたが、このテーマはどこから来たのですか?「プラスチックは、私たちが使うほぼすべてのものに含まれています。私たちは毎日、食べ物を通してプラスチックを摂取しており、手術器具でさえ、体内にマイクロプラスチックを残しています。また、体内のウイルスや細菌がこれらのプラスチック粒子に結合する可能性があることも最近発見されました。パンデミックの間、科学者はマイクロプラスチックがコロナウイルスの拡散を加速させる可能性があるという兆候を発見しました。そのため、ウイルスがオルガノイド内でマイクロプラスチックに遭遇すると何が起こるかを見たいと考えています。ウイルスは免疫システムや抗ウイルス薬から身を隠すためにマイクロプラスチックを使用するのでしょうか、それともより早く発見され除去されるのでしょうか。私たちの最初の結果は、ウイルスごとに異なることを示しています。」 今ではこの国と研究室に慣れてきました これで何を達成したいですか?「長期的には、体内でマイクロプラスチックを分解できる細菌や微生物が存在するかどうかを調べたい。マイクロプラスチックは脂肪肝などの非感染性疾患にも影響を及ぼす。その解決策を見つけることが私の最終目標です。」オランダでそれをやりたいですか？「それが私の計画です。仕事と生活のバランスはここではずっと良いですが、私はまだ一生懸命働くという中国の習慣を持っています。（笑）今ではこの国と私の研究室に慣れてきました。同僚と良い関係を築いており、他のオランダの大学と共同研究することもよくあります。ここに留まりたいのであれば、すぐに助成金を得なければなりませんが、幸いなことに私の部門から多くの支援を受けています。」 共有する 編集者にメールする #人間のミニ臓器はウイルス研究に最適で髪の毛を生やすことさえできる