2025年4月27日
概要
研究者らは、胚の幹細胞がニューロンや内耳細胞へとどのように進化していくかを追跡するための遺伝子「バーコーディング」法を開発しました。研究チームはマウスの初期幹細胞を標識することで、その発達を追跡し、内耳の形成過程をマッピングしました。
研究チームは、聴覚に不可欠な細胞が主に2種類の幹細胞から発生することを発見し、将来の難聴治療への手がかりとなることを明らかにしました。このアプローチは、神経系の発達の詳細な「家系図」を提供し、最終的には動物実験の必要性を減らす可能性を秘めています。
重要な事実
- 遺伝子バーコーディング:ウイルスベースのバーコードにより、研究者は幹細胞の発達をニューロンと内耳細胞まで追跡できるようになりました。
- 聴覚に関する洞察:聴覚に関係する重要な内耳構造は、主に 2 種類の幹細胞から生じます。
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将来の応用:この方法は難聴の治療に役立ち、神経系の他の部分の研究にも役立つ可能性があります。
出典：カロリンスカ研究所
カロリンスカ研究所の研究者らは、胎児の中で神経系と感覚器官がどのように形成されるかを示す手法を開発した。
幹細胞に遺伝子の「バーコード」を付けることによって、細胞の発生過程を追跡し、マウスの内耳がどのように形成されるかを発見することができた。
『サイエンス』誌に掲載されたこの発見は、難聴の将来の治療に重要な洞察をもたらす可能性がある。
内耳の画像。上部には、聴覚器官に隣接する密集した細胞塊（青色）が見られます。内耳には、内耳有毛細胞（青色の円形）の列があり、その周囲を支持細胞（紫と緑の拡散した四角形）が囲んでいます。さらに、有毛細胞（青色の大きな円形）が3列、さらに支持細胞（青色の小さな円形、内側の四角形）が続いています。下部には、聴覚器官に関連する密集した細胞塊（緑色の円で囲まれています）が見られます。写真：サンドラ・デ・ハーン
「私たちの研究は、胎児の幹細胞からさまざまな種類の細胞がどのように発生し、それらが脳内の重要な構造を形成するためにどのように組織化されるかを示しています」と、カロリンスカ研究所細胞分子生物学部の講師、エマ・アンダーソン氏は説明する。
「私たちは神経系と内耳の細胞の系図を作成したと言えるでしょう。」
損傷した細胞の置き換え
研究者たちは、発生初期段階のマウス幹細胞にウイルスを注入する手法を用いた。ウイルスには遺伝子の「バーコード」が含まれており、これが幹細胞のDNAに組み込まれ、細胞分裂に伴って受け継がれる。
このコードをたどることで、研究者たちは細胞がどのようにして内耳のさまざまな種類のニューロンや細胞に発達したかを追跡することができました。
研究結果は、聴覚に極めて重要な内耳の細胞が、主に2種類の幹細胞から発達することを示しました。この知見は、難聴の新たな治療法開発につながる可能性があります。
「細胞の起源と発達を追跡することは、難聴の基本的なメカニズムを理解するための貴重な機会となります」とエマ・アンダーソンは述べています。「内耳の損傷した細胞を修復または置換する新たな方法を見つけるのに役立つ可能性があります。」
神経系の探究
研究チームは現在、この手法を用いて神経系の他の部位だけでなく、体の他の部位の発達についても研究する予定です。この研究が、様々な遺伝性疾患や発達性疾患に対する新たな知見と治療法の発見につながることを期待しています。
「神経系の発達の背後にある複雑なプロセスを理解し始めたばかりです」とエマ・アンダーソンは言う。
「私たちの方法は、胚発生中に神経系や体の他の部分がどのように形成されるかを探求する上で、多くの刺激的な機会を切り開きます。さらに、この技術により、研究に使用するマウスの数を減らすことも可能になります。」
彼女は、博士研究員のジンヤン・ヘ氏と、エマ・アンダーソン氏の研究グループの元博士課程学生サンドラ・デ・ハーン氏とともにこの研究を主導した。
資金提供：本研究は、カロリンスカ研究所、欧州連合、エルリング・パーソン財団、スウェーデン研究会議、クヌート・アンド・アリス・ワレンバーグ財団、聴覚研究基金、ホライズン・ヨーロッパ、およびワレンバーグ・バイオインフォマティクス・サポートの資金提供を受けました。共著者のヨナス・フリセンは10x Genomicsのコンサルタントです。
その他の利益相反は宣言されていません。
この遺伝学と神経発達研究ニュースについて
著者: Emma Andersson
出典: Karolinska Institute
連絡先: Emma Andersson – Karolinska Institute
画像:画像のクレジットは Sandra de Haan です
原著研究：非公開アクセス。
「外胚葉バーコーディングにより神経系と蝸牛の区画化が明らかに」エマ・アンダーソン他、サイエンス誌
リンク先はアメリカのNeuroscience Newsというサイトの記事になります。（原文：英語）