ニュース｜初のヒト授乳モデルを公開、ETH Zurich 3Dが「ミニ母乳工場」をプリント
母乳は乳児に適した天然の「スーパーニュートリエント溶液」ですが、乳腺でどのように合成されるのか、その仕組みは驚くほど解明されていません。この重要な生命現象を明らかにするため、スイスのETH Zurichで組織工学・バイオファブリケーション部門長を務めるMarcy Zenobi-Wong教授率いる研究チームは、実験室で母乳を産生できる3Dプリント製のヒト乳腺組織モデルを開発しました。
この成果は、母乳産生の仕組みを研究する革新的なプラットフォームを提供するだけでなく、授乳障害、薬剤の安全性、乳がんのメカニズムなどの研究にも新たな道を開く可能性があります。
母乳中の細胞から「授乳する」小型乳腺モデルを構築
研究チームは、母乳に自然に含まれる乳腺上皮細胞を抽出しました。これらの細胞は授乳中の乳腺組織に由来し、母乳とともに剥離して排出されます。特殊な3Dバイオプリンティング技術により、研究者らは乳管を模倣した立体構造に細胞を「播種」し、実験室でヒト乳腺の主要な構造を再現することに成功しました。
この画期的な印刷技術はボリュームバイオプリンティングと呼ばれます。レーザーで液状ゲルをさまざまな角度から照射し、特定の領域が十分な光量を受けると、材料が数秒以内に狙った場所で硬化します。これにより、乳腺胞や乳管に似た小さな立体構造が形成されます。
印刷に使われた材料はウシ乳腺抽出物に由来し、その生物学的成分はヒト乳腺に類似しているため、細胞の「増殖床」に適しています。さらに研究者らは、モデル内でこれらの上皮細胞がベータカゼインや乳脂肪球など、典型的な母乳成分の分泌を始めることを観察しました。
「当初、細胞が実際に増殖できるのか、まして母乳を産生できるのかは分かりませんでした」と、研究の博士課程学生で筆頭著者のAmelia Hasenauer氏は述べています。「多くの試行を重ね、適切な培養条件を見つけました。母乳中の細胞が組織に成長できることに、多くの同僚が驚いていました」
人工母乳の製造ではなく、基礎科学のためのモデル化
このモデルはいくつかの母乳成分を産生しますが、Zenobi-Wong教授は、目的は人工母乳の製造ではないと強調しています。
「母乳の組成は非常に複雑で、タンパク質、脂質、炭水化物から免疫細胞や微生物まで、数百種類の物質を含みます。現時点では、まだ第一歩を踏み出したにすぎません」と同教授は説明しました。
Hasenauer氏はさらに、「このモデルの本当の意義は、授乳細胞の体外での挙動を初めて観察し、制御できるプラットフォームを提供することです。授乳に困難を感じる女性を多く知っており、将来、このモデルが根本原因の解明に役立つかもしれません」と述べました。
このモデルは、授乳過程に対する薬剤や化学物質の影響の研究にも利用でき、乳がん研究や組織修復への応用にも発展する可能性があります。Zenobi-Wong教授によると、次の段階は印刷効率を高め、ハイスループット解析に向けてより多くの授乳データを収集することです。
母乳細胞由来モデルが女性の健康研究に新たな道を開く
この研究は、女性の生理学研究における空白も浮き彫りにしました。「子宮内膜症や産後乳腺炎から不妊症まで、女性の健康に関する問題で、あまりにも長く見過ごされてきたものがまだ多すぎます」とZenobi-Wong教授は述べています。従来の動物実験や侵襲的な採取と比べ、母乳中に存在する乳腺細胞という「自然に排出される体液」を用いてモデルを構築する同チームの手法は、倫理的なハードルが低く、操作も簡単で、真正性と制御性のあるデータを得られます。女性の健康研究におけるパラダイムシフトとなる可能性があります。
同教授とチームは、このモデルが授乳の仕組みに関する研究を進展させるだけでなく、長く見過ごされてきた女性の身体現象に、より大きな科学的関心と研究資源をもたらすことを期待しています。
記事出典：
インターネット上の情報を収集
送信することにより、当社の プライバシーポリシー に基づく連絡先・相談情報の処理に同意し、 利用規約 に同意するとともに、本件に関する当社からの連絡に同意したものとみなされます。
ニュース｜初のヒト乳汁分泌モデル：ETH Zurichが3Dプリントでミニチュアの乳汁産生システムを作製
ニュース｜初のヒト授乳モデルを公開、ETH Zurich 3Dが「ミニ母乳工場」をプリント
母乳は乳児に適した天然の「スーパーニュートリエント溶液」ですが、乳腺でどのように合成されるのか、その仕組みは驚くほど解明されていません。この重要な生命現象を明らかにするため、スイスのETH Zurichで組織工学・バイオファブリケーション部門長を務めるMarcy Zenobi-Wong教授率いる研究チームは、実験室で母乳を産生できる3Dプリント製のヒト乳腺組織モデルを開発しました。
この成果は、母乳産生の仕組みを研究する革新的なプラットフォームを提供するだけでなく、授乳障害、薬剤の安全性、乳がんのメカニズムなどの研究にも新たな道を開く可能性があります。
母乳中の細胞から「授乳する」小型乳腺モデルを構築
研究チームは、母乳に自然に含まれる乳腺上皮細胞を抽出しました。これらの細胞は授乳中の乳腺組織に由来し、母乳とともに剥離して排出されます。特殊な3Dバイオプリンティング技術により、研究者らは乳管を模倣した立体構造に細胞を「播種」し、実験室でヒト乳腺の主要な構造を再現することに成功しました。
この画期的な印刷技術はボリュームバイオプリンティングと呼ばれます。レーザーで液状ゲルをさまざまな角度から照射し、特定の領域が十分な光量を受けると、材料が数秒以内に狙った場所で硬化します。これにより、乳腺胞や乳管に似た小さな立体構造が形成されます。
印刷に使われた材料はウシ乳腺抽出物に由来し、その生物学的成分はヒト乳腺に類似しているため、細胞の「増殖床」に適しています。さらに研究者らは、モデル内でこれらの上皮細胞がベータカゼインや乳脂肪球など、典型的な母乳成分の分泌を始めることを観察しました。
「当初、細胞が実際に増殖できるのか、まして母乳を産生できるのかは分かりませんでした」と、研究の博士課程学生で筆頭著者のAmelia Hasenauer氏は述べています。「多くの試行を重ね、適切な培養条件を見つけました。母乳中の細胞が組織に成長できることに、多くの同僚が驚いていました」
人工母乳の製造ではなく、基礎科学のためのモデル化
このモデルはいくつかの母乳成分を産生しますが、Zenobi-Wong教授は、目的は人工母乳の製造ではないと強調しています。
「母乳の組成は非常に複雑で、タンパク質、脂質、炭水化物から免疫細胞や微生物まで、数百種類の物質を含みます。現時点では、まだ第一歩を踏み出したにすぎません」と同教授は説明しました。
Hasenauer氏はさらに、「このモデルの本当の意義は、授乳細胞の体外での挙動を初めて観察し、制御できるプラットフォームを提供することです。授乳に困難を感じる女性を多く知っており、将来、このモデルが根本原因の解明に役立つかもしれません」と述べました。
このモデルは、授乳過程に対する薬剤や化学物質の影響の研究にも利用でき、乳がん研究や組織修復への応用にも発展する可能性があります。Zenobi-Wong教授によると、次の段階は印刷効率を高め、ハイスループット解析に向けてより多くの授乳データを収集することです。
母乳細胞由来モデルが女性の健康研究に新たな道を開く
この研究は、女性の生理学研究における空白も浮き彫りにしました。「子宮内膜症や産後乳腺炎から不妊症まで、女性の健康に関する問題で、あまりにも長く見過ごされてきたものがまだ多すぎます」とZenobi-Wong教授は述べています。従来の動物実験や侵襲的な採取と比べ、母乳中に存在する乳腺細胞という「自然に排出される体液」を用いてモデルを構築する同チームの手法は、倫理的なハードルが低く、操作も簡単で、真正性と制御性のあるデータを得られます。女性の健康研究におけるパラダイムシフトとなる可能性があります。
同教授とチームは、このモデルが授乳の仕組みに関する研究を進展させるだけでなく、長く見過ごされてきた女性の身体現象に、より大きな科学的関心と研究資源をもたらすことを期待しています。
記事出典：
インターネット上の情報を収集