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皿の中の小さい脳細胞の塊は5年を覚えたが、完全な脳ではない
研究者がヒト幹細胞で作った小さな大脳皮質細胞モデルを5年以上培養すると、細胞の遺伝子活性とDNA標識が実際に流れる時間に合わせて成熟しました。長く培養した前駆細胞は、すでに通過した初期の発達段階を繰り返しませんでした。
この細胞モデルは脳オルガノイドと呼ばれますが、完全な脳ではありません。血管や感覚入力、体内のいくつかの組織がなく、いくつかの神経細胞は長期培養中に減少し、研究は意識や思考を測定しませんでした。
どのくらい観察しましたか
新しい分析には6ヶ月から5年まで培養したオルガノイド34個が含まれ、先に集めた初期データを合わせれば110個と42万個を超える細胞を比較しました。研究者らは、遺伝子発現、DNAメチル化、細胞形状および電気活性を様々な時点で同定した。
細胞が時間を記録したという意味は何ですか
年齢とともに変化する遺伝子の束とDNAメチル化標識を時計のように使用した。オルガノイドの予測年齢は培養期間と強く合った。これは、細胞がカレンダーの日付を知るのではなく、発達プログラムが体外でも年々順番に進行されたという意味です。
古い細胞は何を覚えていましたか
研究者は異なる年齢の前駆細胞を混合したモデルを作りました。長期間培養した細胞は、初期神経細胞を再構築する段階をスキップし、通常より遅く出る細胞タイプを迅速に作った。研究者はこれをすでに過去の発達段階の時間記憶と解釈しています。
なぜ脳の研究に役立つのか
人の脳は成熟にほぼ20年かかり、動物モデルや数ヶ月の培養では出生後の変化が見にくいです。長期にわたるオルガノイドは、後期発達、神経発達疾患、細胞老化のいくつかの過程を時間順にテストするツールです。
何をもっと改善すべきか
5年後でも、すべての細胞タイプが実際の脳と同じ割合で残ったわけではありません。特に、神経細胞の比重が減少し、培養液を変える追加の実験が必要でした。次の研究では、血管、免疫細胞、感覚入力などの欠けている要素を追加し、複数の幹細胞系統で結果が繰り返されることを確認する必要があります。