ヒトとマウスの脳が科学的ブレークスルーで開発される

ヒトとマウスの脳が科学的ブレークスルーで開発される 12時間前共有Googleでお気に入りに追加するVictoria Gill, Science correspondent and Kate Stephens, Senior science journalistGetty Imagesこの研究は、実験動物の思考や感情のあり方を変えることの意味について疑問を投げかけています。米国の神経科学者は、マウス自身の脳内に機能するヒト細胞を組み込むことに成功しました。 研究者たちは、ヒトにのみ発生する精神疾患や神経発達障害に対する潜在的な治療法を、実験用げっ歯類でテストできるようになることを期待しています。ヒト細胞の一部を持つマウスの脳というのは、カフカ的な実験のように聞こえるかもしれませんが、科学者たちはこれらが「人間のように考えるマウス」ではないと述べています。 この動物たちは、遺伝子工学と外科手術によって、脳組織の一部がヒト由来となるように改変されています。科学者たちによると、学術誌Natureに発表されたこの研究は、独立した倫理的審査を経て実施されたとのことです。 移植されたマウスのスキャンで、研究者はヒト脳細胞とマウス脳の他の部分との間の接続を確認することができました。この倫理的に複雑なブレークスルーの目的は、現在効果的な治療法がない脳疾患の生物学をより深く理解することでした。 げっ歯類は私たち人間のような脳疾患を発症しないため、研究できない病状も存在します。スタンフォード大学の主任研究者であるセルギウ・パシュカ教授が記者会見で説明したように、精神医学は「臨床試験の成功率が最も低い分野の一つ」です。 「動物モデルでは非常にうまく機能するように見える薬でさえ、臨床試験に進んでも、臨床では劇的に失敗する」と彼は記者会見で述べました。「それは、ヒトの生物学に関する多くの情報を見落としていることを示しており、それを捉えることが不可欠になるでしょう。」 スタンフォード大学の研究者たちは、てんかん、自閉症、脳性麻痺を含む一部の複雑な疾患に対して、この研究が「変革的」となる可能性を秘めていると述べています。 パシュカ氏は、「ここでは、これまで不可能だった方法でヒトの脳機能の側面を捉えることができる新しいモデルがあります。」と述べています。 この研究は、ヒトの脳の発生や、問題が発生した際の細胞レベルでの正確な状態を理解することを困難にしています。この研究は、ヒトのニューロンが実験用げっ歯類に移植された初めての研究ではありませんが、これらの科学者はそのアプローチを新たなレベルに引き上げました。 まず、彼らは遺伝子工学を施したマウスを開発し、その脳の大部分を占める大脳皮質、すなわち「灰白質」と呼ばれる脳の外層をほとんど持たないようにしました。これは高次の思考、記憶、感覚を司ります。 次に、研究者たちはヒトから採取した皮膚細胞を「再プログラム」し、脳のような組織の断片に成長させました。これらはオルガノイドと呼ばれる構造体であり、培養皿で育てられた完全な脳ではなく、接続された生きた細胞の集まりです。 これらのオルガノイドがマウスの脳に移植されると、細胞は分裂し、動物の既存の脳回路に自己組織化し、マウスの脳や脊髄の他の部分と接続しました。 移植されたマウスの大脳皮質は完璧ではありません。通常の皮質は組織化された構造的な層を形成します。神経科学者のイラリー・アロディ氏が述べたように、これらのヒトとマウスの脳のスキャンは「少し乱雑に見えます」。しかし、数ヶ月後には、ヒト細胞はマウスの脳の外層のように見え、機能し始めました。 手術から約6ヶ月後、科学者たちはマウスに基本的な行動テストを行い、小さな卓上アリーナ内を移動する様子を観察しました。 パシュカ氏は、それらは「（通常の）マウスとほぼ同じように」行動したと述べています。「彼らは何も強化されていません。」と彼は付け加えました。 エディンバラ大学のバイオエシックスのリーダーであり、この研究には関与していないサラ・チャン博士は、BBCニュースに対し、「ここで作られているのが人間のように考えるマウスである、あるいはマウスの体に人間の脳があるという兆候はない」と述べました。 しかし、彼女は、この研究が「動物の認知を変え始めるとき、それが何を意味するのかを考えさせる」と述べました。「これらのマウスであることはどのようなものか、私たちはどのように知ることができるのでしょうか？そして、実験動物の扱い方において、私たちはそれをどのように考慮するのでしょうか？」と彼女は付け加えました。 「マウス環境におけるヒトのプログラム」 セントアンドリュース大学の神経科学者で、この研究には関与していないイラリー・アロディ氏は、科学者たちの行った仕事は「非常に印象的」だと述べました。 特にアロディ氏は、ヒトや他の霊長類の脳にのみ見られる細胞タイプが、マウスの脳には存在しないにもかかわらず、移植されたマウス内で自発的に形成されたという事実に言及しました。「あなたはヒトのプログラムをマウス環境の中に保っているのです。まるでマウスがインキュベーターであるかのようです。」と彼女はBBCニュースに語りました。 研究者たちによると、厳格な倫理的および福祉ガイドラインの下で設計・飼育されているこれらのマウスは、ごく少数の研究室で、非常に特定の脳疾患の研究に限定して使用される可能性が高いとのことです。セントアンドリュース大学の神経科学者であるジェームズ・エイジ教授は、技術的には非常に印象的な進歩であるものの、これらのマウスは「使用が限定的になる可能性がある」と指摘しました。 彼は、その理由の一部は、「マウスの中で生きたヒト脳組織を育てることの倫理的な問題と、それが動物の経験にとって何を意味するか」であると述べました。 ヒトの脳を研究する神経科学者は皆、同じ限界に苦しんでいるとアロディ氏は指摘しました。「私たちは人間の病気を理解しようとしていますが、私たちが持っているのはマウス、プレート上で生きる細胞、そしてコンピューター上のニューラルネットワークです。」 だからこれは新しい道です。 脳、神経科学、科学＆環境