まとめ
これが重要な理由:
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MSUの研究者らは、心房細動（A-fib）の研究を可能にする初の人間の心臓に似た「オルガノイド」を作成した。このモデルは、心臓の発達、疾患、薬物反応を評価する新しい方法も可能にします。
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この発見は、不整脈または不規則な心拍を患っている世界中の推定 6,000 万人に恩恵をもたらすでしょう。 30 年以上、この症状に対する新薬は導入されていません。
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MSU ラボは、ヒト心臓オルガノイド技術のパイオニアであり世界リーダーです。オルガノイドは、研究室で培養された人間の臓器の小さな機能モデルです。
世界中で推定 6,000 万人が心房細動 (A-fib) を患っていますが、これは不規則で頻繁に速い心拍の一種ですが、新しい治療法が開発されてから少なくとも 30 年が経過しています。これは、研究者たちが研究対象となる人間の心臓の正確なモデルを持っていないためです。ミシガン州立大学の科学者による新たな開発のおかげで、それはもはや当てはまりません。
MSUの研究者アイトール・アギーレ氏と彼のチームは、オルガノイドとして知られる人間の心臓の小さな実用モデルを作成し、完成させた。現在、これらのオルガノイドを改変して心房細動、つまり A-fib を再現できるようになりました。写真提供: ミシガン州立大学/Nick Schrader
2020年、MSUの研究者アイトール・アギーレ氏と彼のチームは、オルガノイドとして知られる人間の心臓の小さな作業モデルの作成と完成を開始した。現在、これらのオルガノイドを改変して心房細動、つまり A-fib を再現できるようになりました。
主導 アギーレMSUの生物医工学准教授および発生および幹細胞生物学部門の責任者 定量的健康理工学研究所研究チームは、心臓オルガノイドを開発するために、提供されたヒト幹細胞を使用する。この幹細胞は、さまざまな種類の細胞に成長することができ、生涯を通じて成長と組織修復に不可欠である。これらのオルガノイドはまさにミニ心臓であり、部屋のような構造と、動脈、静脈、毛細血管を含む血管網を備えています。
最新のマイルストーン アギーレ研究室 この研究は、オルガノイドに免疫細胞を追加した MSU オステオパシー医学の医師兼科学者の学生である Colin O’Hern 氏によるものです。人間の心臓の発達において、これらの免疫細胞またはマクロファージは、適切な成長と形成を確保するのに役立ちます。
最新のマイルストーン アギーレ研究室 MSU オステオパシー医学 DO-Ph.D を取得しています。学生のコリン・オハーン氏は、オルガノイドに免疫細胞を加えてA-fibを複製させた。写真提供: ミシガン州立大学/Nick Schrader
研究者らは、オルガノイドで炎症を引き起こし、A-fibを模倣した不規則な心拍を引き起こすことに成功した。の 所見 Cell Stem Cell誌に掲載されています。
「私たちの新しいモデルにより、生きた人間の心臓組織を直接研究できるようになります。これまでは不可能でした」とオーハーン氏は語った。 「炎症性分子を追加すると、心臓細胞が不規則に鼓動し始めました。その後、抗炎症薬を導入したところ、リズムが部分的に正常化しました。それが起こるのを見るのは信じられないほどでした。」
30 年以上にわたり、A-fib に対する新薬は開発されていません。現在の治療法は根本的なメカニズムではなく症状を標的にする傾向があるため、この状態は依然として十分に治療されていません。 A-fib に類似した信頼できる動物モデルがないため、A-fib の治療薬開発は困難を極めています。
アギーレ氏は「この新しいモデルは、多くの人々の医学的問題の中核となる症状を再現できる」と付け加えた。 「これにより多くの医療の進歩が可能となり、企業はより多くの選択肢を開発できるようになるため、患者は治療薬の開発が加速され、より多くの薬が市場に投入され、より安全な薬やより安価な薬が期待できるようになるでしょう。」
仕組み
この研究で、オーハーン氏と同僚の研究者らは、特定の器官に存在する長命の自然免疫細胞が心臓の発達とリズムを導くのに役立っていることを示した。この情報は、研究者が人間の最も一般的な先天異常である先天性心疾患の原因を理解するのにも役立ちます。
研究者らはその後、事態をさらに一歩進めました。彼らは、A-fibを引き起こす種類の炎症にオルガノイドをさらすことで、オルガノイドを成人の心臓に似せて老化させるシステムを開発した。
新しいモデルを炎症による心臓病の治療法をテストするためにどのように使用できるかを実証するために、チームは、チームの発見に基づいて A-fib を治療すると予測された抗炎症薬を導入しました。これにより、心臓のリズムが正常に戻りました。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用した、炎症マーカーである ASC 斑点と損傷した核を含む心房心筋細胞の拡大図。緑色は心房心筋細胞をマークし、赤色は ASC スペック (炎症のマーカー) をマークし、青色はすべての細胞核をマークします。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 10 マイクロメートル、つまり 0.01 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
カラフルな画像は、顕微鏡下で観察された人間の心臓オルガノイドを示しています。赤い領域は、オルガノイド内の血管または神経ネットワークを表します。画像提供：ミシガン州立大学のアギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用したマクロファージで満たされた培養皿。赤と緑の色はマクロファージを示し、青の色はすべての細胞を示します。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 200 マイクロメートル、つまり 0.2 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用して、ヒト心臓マクロファージ集合体を示します。赤色は心筋細胞を示し、緑色はマクロファージを示し、青色はすべての細胞を示します。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 200 マイクロメートル、つまり 0.2 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用した、炎症マーカーである ASC 斑点と損傷した核を含む心房心筋細胞の拡大図。緑色は心房心筋細胞をマークし、赤色は ASC スペック (炎症のマーカー) をマークし、青色はすべての細胞核をマークします。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 10 マイクロメートル、つまり 0.01 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
カラフルな画像は、顕微鏡下で観察された人間の心臓オルガノイドを示しています。赤い領域は、オルガノイド内の血管または神経ネットワークを表します。画像提供：ミシガン州立大学のアギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用したマクロファージで満たされた培養皿。赤と緑の色はマクロファージを示し、青の色はすべての細胞を示します。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 200 マイクロメートル、つまり 0.2 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用して、ヒト心臓マクロファージ集合体を示します。赤色は心筋細胞を示し、緑色はマクロファージを示し、青色はすべての細胞を示します。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 200 マイクロメートル、つまり 0.2 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
免疫蛍光顕微鏡イメージングを使用した、炎症マーカーである ASC 斑点と損傷した核を含む心房心筋細胞の拡大図。緑色は心房心筋細胞をマークし、赤色は ASC スペック (炎症のマーカー) をマークし、青色はすべての細胞核をマークします。画像の右下隅にあるスケール バーの長さは 10 マイクロメートル、つまり 0.01 mm です。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
アギーレ氏は、免疫細胞を追加することでモデルがこれまで以上に生理学的に正確になると説明した。
「私たちは現在、心臓自身の免疫システムが健康と病気の両方にどのように寄与しているかを明らかにしています」と彼は言いました。 「これにより、炎症がどのように不整脈を引き起こすのか、また薬物がどのようにそのプロセスを阻止するのかについて、これまでにない視点が得られます。」
生理学的に正確な人体モデルが不足しており、また人間の心臓で検査することができないため、A-fib のような不整脈を治療するための新しい治療法や薬剤の発見は限られています。
この図は、Cell Stem Cell で発表された最近の論文からの重要な進歩と発見をまとめたものです。画像提供：ミシガン州立大学アギーレ研究室。
「私たちの新しいヒト心臓オルガノイドモデルは、新たな薬や治療法を使わずに、この30年にわたる干ばつを終わらせる準備ができています」とアギーレ氏は述べた。
アギーレのヒトベースのオルガノイド技術は、米国におけるトランスレーショナル研究を最新化し、前臨床試験の予測性を向上させるという国立衛生研究所の新しいアプローチ方法論の使命を直接サポートしています。
MSUの研究者らは現在、製薬およびバイオテクノロジーのパートナーと協力して、不整脈を予防しながら心臓損傷を引き起こさないことを確認する化合物のスクリーニングを行っている。
アギーレ氏のチームは複数の研究を発表し、ミシガン州立大学をヒト心臓オルガノイド研究の世界的リーダーとして確立しており、アギーレ氏はさらなる進歩が間もなく起こるだろうと述べている。
「私たちの長期的なビジョンは、精密医療のために患者の細胞に由来する個別化された心臓モデルを開発し、いつか移植可能な心臓組織を生成することです」とアギーレ氏は語った。
この研究への他の重要な貢献者には、MSU 定量的健康科学工学研究所の Christopher Contag、Nureddin Ashammakhi、Sangbum Park が含まれます。 Corewell Health の Nagib Chalfoun。そしてワシントン大学のChao Zhou氏。
アギーレ研究室の研究は、MSU、国立衛生研究所、国立科学財団、コアウェル・ヒース-MSUアライアンス財団、コアウェル・ヘルス、オルタナティブ研究開発財団、セービング・タイニー・ハーツ・ソサエティー、アメリカ心臓協会の支援を受けています。
MSU 研究MSU のリーダーシップと影響疾患、状態、治療健康と医学自然科学工学、科学、技術
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#MSUの科学者がAfibを複製する初のヒト心臓オルガノイドを作成 #MSU今日
2025-12-12 17:53:00