働く血液脳関門の成長

脳と行動のスタッフによる

2016 BBRF YoungInvestigatorのEthanLippmann、Ph.D。が共同で率いる研究者は、血液脳関門と呼ばれる脳の重要な保護膜のように機能する血管組織の「構築」に成功したと報告しています。バリアは選択的ふるいのように機能し、バクテリアを含む大きな分子を脳や髄液から遠ざけますが、酸素、ブドウ糖、その他の重要な物質が入るのを防ぎます。

ヴァンダービルト大学で実施され、2019年2月14日にStem Cell Reportsで公開されたこの研究は、科学的アイデアの脳研究への変換を加速するのに役立つはずです。

二次元の脳細胞培養は過去に成長してきましたが、人間の血液脳関門のように機能する三次元モデルが作成されたのはこれが初めてです。モデルは、血液脳関門の基礎となる特殊な細胞型として再発達するように誘導された、ヒトの血管系からサンプリングされた細胞から成長します。次に、それらは足場のように機能する3次元マトリックスに組み立てられます。

過去10年間にBBRFの助成を受けた人々などによって脳研究で開拓された細胞再プログラミング技術は、iPSCと呼ばれ、「人工多能性幹細胞」技術の略です。これは、特にさまざまな種類の「オルガノイド」の作成において、医学全体で多くの用途があります。さまざまな体の臓器に固有の細胞型として再発達するように誘導される細胞の生きた3次元培養です。薬物検査と病気の研究における1つの有望な道は、薬物の有効性と効力を決定するために、人間の臓器のオルガノイドモデルを作成することにあります。

研究者は初歩的な脳オルガノイドを実験してきましたが、人間の血液脳関門の役割を果たす構造を再現する新しい方法は、脳オルガノイドに組み込まれた場合、科学を「皿の中の脳」の作成に忠実に近づける大きな一歩となるでしょう。実際の人間の脳の構造と機能の両方、またはそれらの一部を複製します。

脳は血液中の物質から保護されなければならないため、脳オルガノイドの内皮バリアを複製することは重要です。

血液脳関門は、ALSやてんかんなどの特定の神経疾患を含む特定の病気で「漏出」を発症します。また、体内の炎症が高レベルに達すると、より透過性が高くなります。これは、炎症性分子が脳に入り、多発性硬化症などの正常な機能を混乱させる1つの方法である可能性があります。