胎児の脊髄異常を理解し防ぐ新技術で胚研究を革新

TokyoUCLの科学者たちは、発達中のニワトリ胚の脳や脊髄にかかる力を測定するセンサーを開発しました。彼らの目的は、二分脊椎のような先天性欠損をよりよく理解し予防することです。この研究は、パドヴァ大学とヴェネト分子医学研究所（VIMM）との共同で行われ、ジャーナル「Nature Materials」に発表されました。

科学者たちは、新しいバイオテクノロジーを開発しており、それを用いて成長中の胚が利用する機械的な力を測定しています。これらの力は、中央神経系になる神経管などの臓器や体のシステムの形成にとって重要です。

ヨーロッパでは、毎年約2,000人に1人の新生児が脊髄の奇形を持って生まれます。伝統的な遺伝子や分子の研究では、これらの問題を完全には解明できていません。現在、科学者たちは胚の発達における組織の物理的な力の影響に注目しています。しかし、胚の脊髄は非常に小さくて繊細なため、研究するのが難しいです。

これらの課題に対処するために、科学者たちは次のようにしています。

鶏の胚の発達中の神経系に幅約0.1mmの微細な力センサーを3Dプリントしました。このセンサーには液体が直接適用され、強力なレーザーに晒されると、バネのような固体に変わります。この固体は成長中の脊髄に取り付けられ、胚の細胞によって生じる機械的な力によって変形します。

センサーは、まつげの重さの約10分の1という非常に小さな力を測定しました。正常な発達を確保するためには、ポジティブな力がネガティブな力よりも強くある必要があります。研究者たちは、ポジティブな力を強化したりネガティブな力を減少させたりする薬を探すためにこれらの力を測定しています。こうした薬は、二分脊椎のような先天性異常を防ぐのに役立つ可能性があります。また、妊娠中に摂取することで知られている葉酸の効果をさらに高めることも期待されています。

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今日 · 4:53

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博士研究員のエイリーニ・マニウ氏がこの研究を主導しました。彼女は、新素材と高度な顕微鏡技術の使用が胚発生の理解を変える可能性があると述べています。この研究は、中枢神経系の問題を予防・治療する新しい方法を生み出す手助けになるかもしれません。

そのチームは、彼らの技術が幹細胞が脊髄の細胞に変化する際に有効であることを発見しました。将来的には、これにより科学者たちは健康な人の幹細胞と脊髄披裂のある人の細胞を比較することが可能になり、なぜこの状態が一部の人に現れるのかを解明する手助けとなるかもしれません。

UCLグレート・オーモンド・ストリート小児健康研究所のガブリエル・ガレア博士は、この技術がさまざまな形で利用できると強調しました。彼は他の研究チームもこの技術を活用し始めることを期待しています。

パドヴァ大学とVIMMのニコラ・エルヴァソーレ教授が共同責任者として述べたところによれば、この発見により胚の発達における機械的な力をより理解できるようになりました。この理解は、脊椎披裂のような状態を予防する新たな方法を提供します。その力を正確に測定できることは、大きな進展です。

この発見は、新たな方法で先天性異常を予防および治療することにより、生物医学研究に革新をもたらす可能性があります。この研究の進展は、現代技術の有効性と異なる分野間の協力がいかに重要かを示しています。