BGIの画期的研究、臓器再生の進歩に通じる可能性を秘めた細胞を生み出す

BGI - Research、中国科学院、およびパートナーグループの科学者が研究をNatureに発表、世界で初めて多能性幹細胞 を真正8細胞全能性胚様細胞に変換する、導入遺伝子フリー、迅速、制御可能な方法の発見を公開、臓器再生と合成生物学の進歩に道を開いた。

BGI研究者は、中国、バングラデシュ、英国の国際チームと共に、BGIの先進的な単細胞配列決定技術を使用し、多能性幹細胞、すなわち初期胚細胞の「成人」バージョンをより「若年」バージョンに変換させた。後者はヒト接合子ゲノム活性化を捕捉、発生可能なすべての系統を保持している。

これらの細胞は、病気になった人間の臓器を再生し、世界の臓器供与への依存を減らすために、将来的に再生医療に使用される可能性がある。これらはまた、人工胚盤胞または芽球様細胞を生成するために使用することもできる。さらに、ヒト胚発生の研究に有用であり、早期発達関連疾患の治療や妊娠喪失の予防にも役立つ。

多能性幹細胞を胚盤胞内の内細胞塊様細胞に変換する技術はしばらく前から存在していたが、この研究は、多能性幹細胞をヒト発生サイクルの真正初期段階に変換する方法を研究者が確立した最初のもので、 初期のヒト胚発達の理解を深めるのに有用である。重要なこととして、研究者はその後、変換された細胞が 生体内で 胎盤細胞を作り出せることを実証できた。これが行われたのは初めてのことである。

「全能性8細胞段階の胚様細胞は、わずか3分裂後に受精卵の胚状態を再現します。報告されている多能性幹細胞と比較して、これらの細胞は胎盤組織に分化するだけでなく、より成熟した臓器に発達する可能性があり、世界中の臓器移植を必要とする何百万人もの患者にとっての朗報です」と、論文連絡先著者であるミゲル・A・エステバン教授、医学博士は述べている。中国科学院のアブドゥル・マジド博士と李文均博士。

「このブレークスルーは、再生医療と単細胞配列決定技術の組み合わせの完璧な例でもあります」と、論文の別の連絡先著者であるBGI - ResearchのLiu Longqi博士は述べている。「大規模な単細胞マルチオミクスプロファイリングを通じ、幹細胞技術によってin vitroまたはin vivoで得られた細胞または組織の効率的かつ正確な同定は、再生医療の研究を大幅に加速させます。」

この発生の初期段階の細胞は、「全能性」と表現することができ、つまり、すべてのタイプの初期胚細胞を作り出す可能性があり、それによって発生に必要な組織や器官を作り出すことができる。この研究は、胚盤胞段階での多能性幹細胞を用いた以前の研究に基づいている。胚盤胞段階では、細胞はより限られた範囲の異なる細胞および組織を作り出す可能性がある。

BGIグループが世界をリードしている単細胞配列決定技術の進歩が、本研究の画期的な進歩を推進した。その 単一細胞ライブラリ配列決定プラットフォームは、 その配列決定技術と組み合わせて、低コストで高感度および高精度、広範かつ多次元の単一細胞分析を可能にする。

研究に関わった国際チームは、多能性幹細胞 を取り出し、化学カクテルで処理して8細胞の胚様細胞を作成した。他の実験のでは、これらの細胞を選別し、マウスに注入してさら発生を継続させ、次いで、BGIの単一細胞ゲノム解析を使用して解析した。この革新的な技術は、科学者が標的とする8細胞胚様細胞を特定、単離し、生体内で胎盤の生成に関与する細胞を生み出す「全能」能力を実証する上で有用であった。

研究者たちが進めている進歩により、将来、個別化された臓器再生が実現する可能性がある。通常、臓器移植を必要とする人々が利用できる唯一の手段は、一致するドナーを見つけることである。この治療法は絶対確実というわけではない。ドナーの血清型がレシピエントと異なりすぎると、移植が失敗する可能性がある。遺伝子編集を通じ動物臓器をヒトへの移植のために適応させるように設計された別の治療も、その初期段階にある。

この成果はまた、早期胚発生の基礎研究のための新しい 生体外 研究システムを提供し、早期胚発生と病気の発生との関係を理解するのに役立ち、先天異常および様々な発達性疾患の研究および治療のためのリソースを提供する。

「Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage」としてNatureに掲載された本研究に関わる研究機関には、中国科学院広州生物医学衛生研究所、BGI - Research、ケンブリッジ大学、長春吉林大学、バングラデシュのRajshahi大学などがある。この研究は、実施前に倫理的な承認を得た。

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BGIグループについて

BGIグループはライフサイエンスのパイオニアであり、研究、生産、および応用を対象とする業務を展開し、100以上の国と地域にパートナーを持つ世界有数のバイオテクノロジー組織です。BGIグループの事業には、画期的な科学的発見、微生物学と生物多様性の革新的研究、ウイルスや病気を追跡するための診断テストサービス、大規模な遺伝子配列決定のための次世代技術の開発がなどがあります。2021年のNature Indexにおいて、BGIはライフサイエンスにおける質の高い科学研究論文で、企業としてはアジア太平洋で1位、世界で10位に選ばれました。