胚盤胞段階胚の内細胞質量に由来する胚性幹細胞は、体内のあらゆる細胞型に発達する顕著な能力を持っています。この多能性の性質により、それらは人間の発達を研究するために非常に貴重であり、再生医療の大きな可能性を秘めています。
Magdalena Zernicka-Goetz博士とNicholas Rivron博士が率いる研究者は、高度なイメージング技術と計算モデリングの組み合わせを使用して、ヒト胚性幹細胞が分化するときに発生する動的変化を再構築しました。
彼らの発見は、分化プロセスが遺伝子発現、シグナル伝達経路、細胞間相互作用の間の複雑な相互作用によって支配されていることを明らかにしました。彼らは、体のすべての組織と臓器が発生する3つの生殖層（外胚葉、中胚葉、および内胚葉）の形成を制御する重要な調節遺伝子とシグナル伝達分子を特定しました。
研究者たちは、複数能力幹細胞から特殊な細胞への直接的な遷移ではなく、分化プロセスが一連の中間段階を通じて発生することを観察しました。 「プライミングされた前駆細胞」と呼ばれるこれらの中間段階は、胚性幹細胞の発達軌跡における重要な決定ポイントを表しています。
これらのプライミングされた前駆細胞の挙動の根底にあるメカニズムを理解することは、先天性障害につながる発達異常を研究し、再生療法の胚性幹細胞の可能性を活用するために重要です。
この研究では、ヒト胚発生の進化に関する洞察も提供し、マウスなどの他の動物と比較します。研究者たちは、胚発生のいくつかの側面が種全体で保存されているが、他の側面は有意な違いを示しており、人間開発のユニークな特徴を強調することを発見しました。
Zernicka-Goetz博士は、この研究の重要性を強調し、「私たちの研究は、発達中の胚における細胞型の多様性をどのように生じさせるかについての詳細なロードマップを提供します。この知識は、発達障害と再生医学を理解するための新しい手段を開きます。」
この研究は、人間の発達を形成し、発達生物学から再生医療まで、さまざまな分野に影響を与える基本的なプロセスを理解する上での大きなブレークスルーを表しています。胚性幹細胞の挙動を制御する分子メカニズムを解明することにより、科学者は、先天性障害を引き起こす発達異常に関する洞察を得ることができ、これらの状態を治療するために幹細胞ベースの治療を潜在的に発症する可能性があります。
