科学者が体外の研究室で成功裏に成長させた体の部分に、機能的なマウスの毛包を追加することができます.
胚マウスから得られた細胞を使用して、研究者は初めて毛包オルガノイド (器官の小型で単純なバージョン) を生成することができました。
さらに、それらは髪の色素沈着に影響を与えることができました。そして、毛包が生きている無毛マウスに移植されたとき、それらは複数の発毛サイクルにわたって機能し続けました.
チームによると、この研究は、脱毛を治療する取り組みを支援するだけでなく、動物実験や薬物スクリーニングの代替モデルを提供するのに役立つ可能性があります.
毛包は、胚の発育中に形成されます。外側の皮膚層または表皮と、その隣の結合組織層である間充織は、相互に相互作用して、細胞が集まって器官を形成し始める形態形成プロセスを引き起こします。
毛包をもたらすこれらの表皮間葉相互作用は、あまりよく理解されていません。実験室では、科学者は毛包を含むマウスとヒトの両方の皮膚オルガノイドを成長させることに成功しましたが、毛包を単独でうまく成長させることは難しいことが証明されています.
しかし、オルガノイド科学は近年ますます高度になってきているため、日本の横浜国立大学の生物医学工学者である影山達人氏が率いる科学者チームは、それに挑戦することにしました。
彼らは、マウス胚から採取した 2 種類の細胞から始めました。上皮 (皮膚)。
これらの細胞グループのいくつかは、細胞が構造を形成するのを助けるマウス由来の膜調製物であるマトリゲルと呼ばれる物質で培養されました。一部はマトリゲルなしで培養されました.
その違いは際立っていました。 2 種類の細胞が凝集した後、凝集体の中で自然に分離し、組織化された構造を形成します。
マトリゲルがない場合、またはマトリゲルが後で追加された場合、これらの構造はダンベル型であり、機能的な卵胞に発達しませんでした.
しかし、培養物に細胞を播種してから 6 時間以内にマトリゲルを添加すると、構造は間葉系細胞の殻に囲まれた上皮細胞のコアで構成されました。
研究者によると、この配置により、2 つの細胞タイプ間の接触面積が増加し、ブロブから卵胞への発達が促進されます。
実際、これはまさに彼らが観察したことです。コアシェル ブロブは、ほぼ 100% の成功率で成熟した毛を生成する卵胞オルガノイドに成長し、23 日後に 2 mm の毛が成長しました。
この過程で、研究者は毛包がどのように発育し、分子レベルで毛髪を生成するかを研究することができました.
彼らはまた、色素沈着に関与する細胞であるメラノサイトの産生を刺激する薬剤をテストしました.
この薬を培養液に加えると、卵胞オルガノイドから成長した毛髪は、薬を加えていない毛髪よりも色素が濃くなりました。
最後に、オルガノイドが生体に統合できるかどうかを観察するために、培養した卵胞をヌードマウス (抑制された免疫システムで特別に飼育された実験用マウス) に移植しました。
移植されると、オルガノイドは完全な毛包に成熟し、少なくとも 10 か月持続する数回の成長サイクルで毛を生成しました。
明らかに、これはマウスの研究であり、まだ人間に推定することはできませんが、人間の研究が次の議題にあります.
マウスの研究とは異なり、チームは胚から採取した細胞を使用しませんが、成体から提供された細胞を取り出して幹細胞にリバース エンジニアリングし、そこから必要な上皮細胞と間葉細胞を成長させたいと考えています。
このプロセスはそれ自体で明らかになる可能性がありますが、最終的な目標は野心的なものです.チームは、彼らの研究が、すべての性別に影響を与える脱毛症や脱毛症などの状態の治療につながることを望んでいます.
さらに、毛包の形態形成と発生の in vitro モデルにより、動物実験への依存度が低下する可能性があります。
チームの研究は Science Advances に掲載されました .
