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ラボで成長した毛包および腺を有する皮膚

近年、皮膚の組織工学は長い道のりを歩んできましたが、組織細胞の単純な2Dシートの成長から、毛包、腺、および他の器官系への接続を伴う機能的な複雑な3D臓器の再生まで進行するのは苦労しています。

ノーマルとiPSスキン

今や、日本の研究者や雑誌に掲載された新しい研究は、皮膚のバイオエンジニアリングや再生医療において重要な一歩を踏み出したようです。

皮膚は、多くの機能を果たす複雑な器官である。それは防水性であり、クッション性を提供し、より深い組織を保護し、排泄物を排泄し、熱を調節する。これが起こるためには、複雑な3D組織構造内で多数のシステムが一緒に動作しなければならない。

研究リーダー理化学研究所(神戸)の理化学研究所(CDB)で臓器再生研究室を率いる辻隆博士は、

「これまで、人工皮膚の開発は、皮膚に重要な役割を果たす毛包や外分泌腺などの重要な器官が欠如していることによって妨げられていました。」

彼らの論文では、研究者らは、マウスガム細胞から幹細胞を作り、それを用いて複雑な皮膚組織(毛包および皮脂腺を含む)​​を実験室で増殖させた。

皮脂腺は、皮膚を柔らかく滑らかに保ち、防水するのに役立つ油状物質を分泌する。毛包と一緒に、外皮と内皮との間の複雑な組織の層である「外臓器系」の重要な部分を形成します。

完全に機能する皮膚では、外皮系は神経や筋繊維などの他の臓器系とつながっています。

研究者らは、3D幹細胞生成皮膚組織を生存マウスに移植し、それらがこれらの接続を形成することを示した。

彼らは、彼らの研究が、熱傷犠牲者および新しい皮膚を必要とする他の患者のための機能的な皮膚移植を作成するための重要な一歩だと考えている。

インプラントは正常な皮膚のように発達した

研究のために、チームはマウスガム細胞を幹細胞様の状態に退化させる化学物質を使用した。胚性幹細胞と同様に、これらのいわゆる誘導性多能性幹(iPS)細胞は体内のほとんどの他のタイプの細胞に分化する可能性がある。

彼らが培養でそれらを成長させたとき、研究者はiPS細胞が胚様体(EB)として知られているものに正しく発達していることを発見しました – EBの発生胚といくつかの類似点を持つ細胞の3D塊。

研究者らは意図的に弱化した免疫系を有するマウスにEBを移植した。 EBは、発育中の胚と同じように、徐々に複雑な皮膚組織に分化した。

組織が分化した後、チームは第1群のマウスからそれらを取り出し、別のマウス群の皮膚組織に移植した。これらのインプラントは、通常、外皮組織として発生した。

研究者らは、移植された組織が外皮組織に成長するにつれて、周囲の神経および筋肉組織と正常な接続を形成し、正常に機能することを見出した。

著者らは、成功の鍵となる特徴はWnt10bシグナリングの使用であることに留意しています。この経路は、脂肪組織、骨、皮膚および他の器官に発生する幹細胞の制御に関与することは周知である。彼らは、Wnt10bシグナリングがどのように毛包の数を増やし、人工組織を正常な皮膚のようにするのかを書き留めています。

辻は、

「移植のための実験室で実際の器官を作り直すことができるという夢に近づいてきており、この方法で成長した組織は化学物質の動物試験の代替として使用できると考えています。

一方、最近、再生医療の重要な一歩を踏み出しました。中国の裁判の形で、白内障手術後に患部レンズを取り除いてレンズカプセルと幹細胞を無傷にした新しい眼レンズを再開しました。

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