新研究: 開発から病気までのヒト脳血管の分子地図を解明

Tokyo複数の国の研究者によって、初めて人間の脳内の血管を詳細に示した地図が作成されました。この地図には、初期発達段階から成人期までの脳の発達と、脳腫瘍や血管奇形などの疾患が含まれています。この研究は、トロントの大学健康ネットワークとチューリッヒ大学が主導し、Nature誌に発表されました。重要な貢献を行った機関には、UHNのクレンビル脳研究所、ドナルドK.ジョンソン眼研究所、プリンセス・マーガレットがんセンターがあり、国際的な協力者としてワイル・コーネル医学校やメモリアル・スローン・ケタリングがんセンターも参加しました。

この研究では、脳の血管に存在する<強調>内皮細胞</強調>に注目しました。これらの細胞は、血液が脳の近くの組織とどのように相互作用するかを制御しています。チームは、発達や疾患の異なる段階でこれらの細胞の行動が変化することを発見しました。つまり、内皮細胞は脳の健康や病気において非常に重要であることを意味しています。以下は、この研究の主要な発見です。

• 成人の脳の内皮細胞は、時間とともにほとんど成長を止めます。
• 脳腫瘍のような病気では、これらの細胞は初期の脳発達で見られるのと同様に再び成長を始めます。
• 脳の血管系は、健康な状態でも病気の状態でも、末梢器官の血管系とは大きく異なります。
• 病状における内皮細胞は、免疫反応を誘発する「抗原提示細胞」として機能することがあります。

研究者たちは、単一細胞RNAシーケンシングを用いて、健康なものと病変のあるものを含む人間の脳組織からの117サンプル・60万以上の細胞を解析しました。この膨大なデータは、脳の血管に関する詳細な情報を提供しています。結果として、病変のある脳血管の潜在的な弱点が示され、治療の標的となり得ることがわかりました。

脳の血管は通常、成人になると成長を止めます。しかし、脳腫瘍や血管の問題がある場合、これらの血管は再び成長を始めることがあります。これは、病気が脳にどのように影響を与えるかについての新たな知見を研究者たちに提供します。

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研究は、脳の血管が他の臓器の血管と異なることを発見しました。病気の状態では、脳の血管は他の身体の血管に似てくることがあります。通常は有害物質を遮断する血液脳関門の内皮細胞が、病気の際には免疫系を助けるために変化することがあります。

研究者たちは、脳の病気に対する治療法の改善を目指しています。脳の初期発達における血管の成長メカニズムおよびこれらのプロセスを病気で再活性化する方法を理解することで、科学者たちはそれらを抑制する治療法を開発できるかもしれません。このような治療法を免疫療法と組み合わせることで、患者がより長く生きる手助けとなる可能性があります。

この研究で作成された分子の詳細な地図は、世界中の科学者にとって重要なツールとなるでしょう。血管生物学、癌研究、脳科学といった分野の研究者に役立ちます。UHNのクレンビル脳研究所のトーマス・ヴェルクリ博士は、初期の脳発達と病気の類似点を理解することで、脳疾患の早期発見や治療に繋がり、患者の健康が大きく向上する可能性があると述べています。