臓器の3D顕微鏡観察を可能にする技術

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臓器の3D顕微鏡観察を可能にする技術

ヒトの臓器の特定の種類の細胞をマイクロメートル単位の精度で研究できる方法が開発されたようです。
これまで認識されなかった臓器の変化が明らかになり、疾患などの研究に貢献されることが期待されます。

Researchers at Umeå University, Sweden, now demonstrate a method by which specific cell types in human organs can be studied with micrometer precision.

参照元:https://www.umu.se/en/news/ny-metod-mojliggor-detaljstudier-av-manskliga-organ-i-3d_10872495/
– ウメオ大学 Umea University. 12 Sep, 2021 –

スウェーデン・ウメオ大学の研究者らは、ヒトの臓器に存在する特定の種類の細胞をマイクロメートル単位の精度で研究できる方法を開発しました。

この方法は、これまで認識されていなかった膵臓の変化を明らかにするために使用されますが、他のヒトの臓器や疾患の研究にも使用することができます。

ウメオ大学の分子医学教授であるウルフ・アールグレン氏は話します。

「この方法は、細胞の変化がさまざまな疾患にどのように関係しているかについての高度な理解に貢献するでしょう。」

研究者たちが行ったのは、3Dプリントしたマトリックスを使って臓器を分割し、3D技術を使った光学イメージングに最適なサイズの組織部分を作ることでした。

これらの部分は、基本的に任意の細胞タイプやタンパク質を可視化するためにラベル付けすることができます。

それぞれの組織は既知の座標を持っているので、個々の3D画像をコンピューターを使って3次元のジグソーパズルのようにつなぎ合わせることができ、無傷の人間の臓器を形成することができます。

この方法では、どんな大きさの臓器でも、マイクロメートルの精度を維持したまま、高解像度の3D画像を作成することができます。

これまでにも、光投影断層撮影法や光シート蛍光顕微鏡などの技術を用いて、生体物質の高解像度画像を作成することは可能であり、今回の研究でもそれが採用されています。

しかし、これまでの方法では、臓器全体などの大きなスケールの試料を研究する際に、蛍光抗体などを使って、研究対象となるさまざまな種類の細胞やタンパク質を標識する方法がないという問題がありました。

これが、今回開発された方法が解決した問題点です。

ウメオ大学の研究者たちは、この方法を使って人間の膵臓を研究しました。

膵臓の中には、ランゲルハンス島と呼ばれる何十万ものインスリン産生細胞があります。

このランゲルハンス島は、インスリンの産生において重要な役割を担っており、それゆえ、インスリンの産生が阻害されると、糖尿病の重要な要素となります。

この新しい方法を用いることで、研究者たちは、膵島の密度が非常に高い領域など、これまで認識されていなかったヒトの膵臓の解剖学的および病理学的特徴を示すことができました。

今回の成果は、前臨床から臨床まで、あらゆる分野に応用できる可能性があります。

例えば、糖尿病患者に対する膵島移植プロトコルの改善や、糖尿病患者の膵臓を調べるための非侵襲的な臨床画像の開発などが考えられます。

アールグレン氏は話します。

「この新しい手法を糖尿病の研究に使うだけでなく、他の膵臓疾患(特に膵臓がん)の理解を深めることも可能で、私たちはウメオの臨床研究者と共同研究を始めています。」

「しかし、この技術自体は、他の臓器や疾患の研究にも同様に利用できるはずです。なぜなら、細胞の変化が臓器全体のどこで起こるのか、その量や近隣の組織や細胞タイプとの関係を調べることができるからです。」

今回発表された研究は、ウプサラ大学の研究者との共同研究で、スウェーデン研究評議会、スウェーデン小児糖尿病財団、Diabetes Wellness Sverige、NovoNordisk財団、Kempe財団、ウメオ大学から資金提供を受けています。本研究成果は、Communications Biology誌に掲載されました。

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