ニュース｜ハーバード大学の研究者ら、卵巣疾患の治療研究を前進させる完全ヒト卵巣オルガノイドを開発
画期的成果：科学者らが初の完全ヒト卵巣オルガノイドを作製し、女性の生殖健康研究を前進
ハーバード大学のWyss生物学的インスピレーション工学研究所は、ハーバード大学医学大学院（HMS）、デューク大学、バイオテクノロジー企業Gametoと共同で、初の完全ヒト卵巣オルガノイド（卵巣様体）を作製したと発表しました。この生体モデルは、卵細胞の成熟と卵胞の発達を支え、性ホルモンを分泌できるため、女性の生殖健康研究の新たな基盤となります。研究成果はeLifeに掲載され、不妊症、卵巣がん、その他の女性生殖器系疾患に対する新たな治療法の開発に向けた科学的基盤を示しています。
完全ヒト卵巣オルガノイドの作製に成功
すべての人の生命は母親の卵巣にある卵細胞から始まるにもかかわらず、ヒト卵巣は長く十分に研究されてきませんでした。これまでの卵巣研究の多くは、ヒト細胞とマウス細胞を含むハイブリッドモデルを用いています。こうしたモデルには、ヒト卵巣の機能を再現する上で限界があり、増殖にも長い時間がかかります。これに対し研究チームは、人工多能性幹細胞（iPSCs）から、卵母細胞と支持細胞という二つの重要な細胞種を含む完全なヒト卵巣オルガノイドを作製する新たな方法を用いました。この革新により、女性の生殖生物学を理解し、不妊症、卵巣がん、その他の疾患に対する治療法の可能性を探る新たな道が開かれます。
卵巣の生物学的機能を再現
「完全ヒト卵巣オルガノイドを作製する新しい方法は、従来のヒト・マウスハイブリッドモデルより数倍速く、卵巣の主要な生物学的機能の多くを再現します。これは女性の生殖健康に関する実験室研究における重要な画期的成果です」と、Wyss研究所およびハーバード大学医学大学院の博士課程学生で研究共第一著者のMerrick Pierson Smela氏は述べました。
チームは、卵胞内で未受精卵の発達を助け、エストロゲンとプロゲステロンを分泌する卵巣支持細胞である顆粒膜細胞に焦点を当てました。転写因子（TFs）をスクリーニングし、ヒトiPSCsを機能的な顆粒膜細胞へ分化誘導することに成功しました。自然の顆粒膜細胞に似た機能を持つ細胞を作製し、ヒト始原生殖細胞様細胞（hPGCLCs）と共培養して卵巣オルガノイドを形成しました。
研究効率を向上させ、卵胞と卵細胞の発達研究を前進
新技術を用いることで、チームは卵母細胞成熟の初期マーカーであるDAZLタンパク質をわずか四日で産生するヒト卵巣オルガノイドを培養しました。マウスの支持細胞を用いた卵巣オルガノイドでは、同じマーカーが現れるまでに32日を要しました。ヒトオルガノイド内の卵母細胞は成熟卵細胞へ発達しませんでしたが、チームは16日以内に卵胞様構造を観察しました。70日を超えると、これらは卵細胞の発達を支えられる多層性の成熟卵胞へと発達しました。
Wyss研究所の遺伝学教授で本研究の責任著者であるGeorge Church博士は、「わずか五日で完全ヒト卵巣オルガノイドを作製し、卵巣ホルモンのシグナル伝達、卵母細胞の成熟、卵胞の発達を再現できたことは、目覚ましい成果です。女性の生殖健康に関する重要な発見を大幅に加速させるでしょう」と述べました。
今後の展望：卵巣疾患の治療と不妊症研究を前進
チームは、ホルモンを分泌する顆粒膜細胞など、追加の卵巣細胞種を組み込んで卵巣オルガノイドモデルを改良し、卵巣の複雑な機能をより正確に再現する計画です。また、卵母細胞が完全に成熟卵細胞へ発達できるよう培養システムを改善し、新たな不妊症治療につなげることも目指しています。
「女性は人口の半分を占めていますが、女性の健康に関する研究と資金は、男性に関わる疾患に比べてはるかに少ないのが現状です。ヒト卵巣の研究におけるこの大きな前進を大変うれしく思います。このモデルが女性の生殖健康と関連疾患について、さらなる知見をもたらすことを願っています」と、Wyss研究所の創設所長、ハーバード大学医学大学院の血管生物学教授、ボストン小児病院教授を務めるDon Ingber博士は述べました。
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画期的成果：科学者らが初の完全ヒト卵巣オルガノイドを作製し、女性の生殖健康研究を前進
ハーバード大学のWyss生物学的インスピレーション工学研究所は、ハーバード大学医学大学院（HMS）、デューク大学、バイオテクノロジー企業Gametoと共同で、初の完全ヒト卵巣オルガノイド（卵巣様体）を作製したと発表しました。この生体モデルは、卵細胞の成熟と卵胞の発達を支え、性ホルモンを分泌できるため、女性の生殖健康研究の新たな基盤となります。研究成果はeLifeに掲載され、不妊症、卵巣がん、その他の女性生殖器系疾患に対する新たな治療法の開発に向けた科学的基盤を示しています。
完全ヒト卵巣オルガノイドの作製に成功
すべての人の生命は母親の卵巣にある卵細胞から始まるにもかかわらず、ヒト卵巣は長く十分に研究されてきませんでした。これまでの卵巣研究の多くは、ヒト細胞とマウス細胞を含むハイブリッドモデルを用いています。こうしたモデルには、ヒト卵巣の機能を再現する上で限界があり、増殖にも長い時間がかかります。これに対し研究チームは、人工多能性幹細胞（iPSCs）から、卵母細胞と支持細胞という二つの重要な細胞種を含む完全なヒト卵巣オルガノイドを作製する新たな方法を用いました。この革新により、女性の生殖生物学を理解し、不妊症、卵巣がん、その他の疾患に対する治療法の可能性を探る新たな道が開かれます。
卵巣の生物学的機能を再現
「完全ヒト卵巣オルガノイドを作製する新しい方法は、従来のヒト・マウスハイブリッドモデルより数倍速く、卵巣の主要な生物学的機能の多くを再現します。これは女性の生殖健康に関する実験室研究における重要な画期的成果です」と、Wyss研究所およびハーバード大学医学大学院の博士課程学生で研究共第一著者のMerrick Pierson Smela氏は述べました。
チームは、卵胞内で未受精卵の発達を助け、エストロゲンとプロゲステロンを分泌する卵巣支持細胞である顆粒膜細胞に焦点を当てました。転写因子（TFs）をスクリーニングし、ヒトiPSCsを機能的な顆粒膜細胞へ分化誘導することに成功しました。自然の顆粒膜細胞に似た機能を持つ細胞を作製し、ヒト始原生殖細胞様細胞（hPGCLCs）と共培養して卵巣オルガノイドを形成しました。
研究効率を向上させ、卵胞と卵細胞の発達研究を前進
新技術を用いることで、チームは卵母細胞成熟の初期マーカーであるDAZLタンパク質をわずか四日で産生するヒト卵巣オルガノイドを培養しました。マウスの支持細胞を用いた卵巣オルガノイドでは、同じマーカーが現れるまでに32日を要しました。ヒトオルガノイド内の卵母細胞は成熟卵細胞へ発達しませんでしたが、チームは16日以内に卵胞様構造を観察しました。70日を超えると、これらは卵細胞の発達を支えられる多層性の成熟卵胞へと発達しました。
Wyss研究所の遺伝学教授で本研究の責任著者であるGeorge Church博士は、「わずか五日で完全ヒト卵巣オルガノイドを作製し、卵巣ホルモンのシグナル伝達、卵母細胞の成熟、卵胞の発達を再現できたことは、目覚ましい成果です。女性の生殖健康に関する重要な発見を大幅に加速させるでしょう」と述べました。
今後の展望：卵巣疾患の治療と不妊症研究を前進
チームは、ホルモンを分泌する顆粒膜細胞など、追加の卵巣細胞種を組み込んで卵巣オルガノイドモデルを改良し、卵巣の複雑な機能をより正確に再現する計画です。また、卵母細胞が完全に成熟卵細胞へ発達できるよう培養システムを改善し、新たな不妊症治療につなげることも目指しています。
「女性は人口の半分を占めていますが、女性の健康に関する研究と資金は、男性に関わる疾患に比べてはるかに少ないのが現状です。ヒト卵巣の研究におけるこの大きな前進を大変うれしく思います。このモデルが女性の生殖健康と関連疾患について、さらなる知見をもたらすことを願っています」と、Wyss研究所の創設所長、ハーバード大学医学大学院の血管生物学教授、ボストン小児病院教授を務めるDon Ingber博士は述べました。
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