より優れた脳モデル
モデル臓器を作るうえで、人間の脳ほど細部に高い精度と正確さが求められるものは、おそらくない。既存のモデルを改良するため、科学者たちはソーク研究所で、ヒト幹細胞から培養した3D「ミニ脳」モデルを研究した。その結果、このモデルは構造面でも機能面でも、現在使われている2Dモデルより人間の脳に近いことが分かった。
わずか3年前、欧州の研究者たちは、3Dゲル内で胚性脳細胞を培養する方法を考案した。この方法により、細胞は本物の人間の脳に似た現実的な層へと分化した。この3Dモデルは脳オルガノイド（CO）と呼ばれる。ソーク研究所ゲノム解析研究室の所長、ジョセフ・エッカーは、「人間の脳細胞を、ミニチュアの三次元臓器として培養できるようになったことは、大きな画期的進歩でした」と述べている。
しかし、エッカーと同僚たちが最近の研究を行い、12月20日号のCell Reportsに発表するまでは、COが本物の脳をどれほど正確に再現しているのか、誰にも分かっていなかった。
脳研究の前進
この3D脳モデルがどれほど現実に近いかを明らかにするため、エッカーのチームは脳の発達初期段階にあるCOを調べ、同じような発達段階の実際の人間の脳と比較した。チームが使用したCOは、H9と呼ばれるヒト胚性細胞株に由来する。適切な化学物質を用いて、H9を60日間、神経発生の経路に沿って分化させた。
研究チームはCOのエピゲノムを調べた。これは基本的に、ゲノムに何をすべきかを指示する化学物質であり、統合失調症などの脳疾患の発症との関連が次第に明らかになっているためだ。研究結果を、米国国立衛生研究所のNeuroBioBankが保有する同じ年齢の実際の組織や、他の研究者による2D脳モデルのデータと比較したところ、COは2Dモデルよりも本物の脳に近く、本物の脳と同じ発達初期の時間軸に沿って成長するように見えた。
「脳オルガノイドのエピゲノム解析が行われたのは、これが初めてです」と、論文著者のチョンユアン・ルオは述べた。ルオはソーク研究所の研究員である。「この種の評価は脳の発達を理解するうえで非常に重要です。特に、将来これらの組織を神経疾患の治療に使うのであれば、なおさらです。」
実際の脳により近いモデルがあれば、科学者たちは脳の発達と、アルツハイマー病や統合失調症などの神経疾患の発症におけるその役割を、より詳しく研究できるようになる。治療法の改善、さらには治癒に一歩近づくことにもつながる。
