医学研究評議会（MRC）の分子生物学研究所の細胞生物学部門のグループリーダーであり、英国のケンブリッジ生物医学キャンパスの一部です。長年の研究とある程度の機会のおかげで、脳の研究に革命を起こす可能性があります。マデリーン・ランカスターの言葉によると、神経幹細胞を増殖させる試みは失敗しましたが、顕微鏡下やペトリ皿で見た細胞の浮遊球が、実際には小型の脳組織であるとは知りませんでした。
彼は脳オルガノイド技術の開発において革新的な研究を行い、神経学的発達と疾患研究に大きな進歩をもたらしています。ランカスター研究室での研究は、脳オルガノイドを使用して人間の脳の発達を研究することに重点を置いています。この研究室では、ミニブレインを使用して、人間の脳の発達と他の哺乳類の脳の発達との最も基本的な違いを研究しています。その進歩は、脳研究の観点から来るすべてのものを危険にさらし、興味深い質問への答えに近づけます。何が私たちを人間にするのでしょうか？
""私はペトリ皿の表面で神経幹細胞を成長させようと試みたが、1日以内に何かがうまくいかなかったことに気付きました""と彼はInfobaeに電話チャットで独占的に話します。私が皿の底を覆うために使用していたタンパク質の準備はかなり古く、それは細胞が本来あるべきようにくっつくのではなく、浮遊ボールを形成したことを意味していました。多くの科学者はおそらくその製品を捨てたでしょうが、私はそれを成長させ続けさせました。間もなく、その中の構造を見ることができました。神経生物学者として、私は脳に見られる特定の特徴として認識しました。""
―つまり、他の有名な科学の場合と同様に、偶然は成分だったということですか？
これらの存在は、私が予期していなかったときに実験室のプレートに現れたという意味で、偶然でした。私のポスドク研究会の初めに発見が起こったので、タイミングも非常に良かったです。つまり、私は自由に探索し、私ができる観察に導いてくれました。最初の興奮の後、これらの小さな細胞球を組織に変えるために多くの作業が必要でした。私は1年間、この開発で試行錯誤を繰り返しました。私はこれらの実験を繰り返し、栄養補助食品のさまざまな組み合わせを細胞に加え、結果を研究室の本に熱心に記録しました。私は最終的に、Matrigelと呼ばれる特定のタンパク質ゲルが、細胞を3次元組織に自己組織化するのに十分なサポートを提供していることを発見しました。
-あれがオルガノイド？
-確かに。これらの三次元組織はオルガノイドとして知られており、文字通り臓器様を意味しますが、この場合は脳の深さ、およびその病気に対する可能な治療法を調査するために実験室で使用される代替手段です。それはまさにこれらの構成が実験室で達成したものです。それらは、実際のものに似た小型の臓器組織であり、例えば、同じ細胞型、構造、および同様の機能を持っています。使用される幹細胞の種類に応じて、異なるオルガノイドが発達する。私の場合は、脳オルガノイド、つまり""ミニブレイン""と呼ばれることもある神経細胞を使って成長させましたが、ケンブリッジでは現在、ミニ肺、ミニ腸、ミニ肝臓の組織を培養しています。
-脳の研究の最初のステップは何ですか？
-この人間の臓器を研究することは困難です。動物モデルは私たちが基本的なメカニズムを理解するのに役立ちましたが、今のところ私たちを理解することしかできません。繰り返しになりますが、2次元で培養したヒト幹細胞由来のニューロンは、それ自体に関する貴重な情報を提供してきましたが、ニューロンは孤立して存在していないため、これらの研究から理解できる脳の仕組みには限界があります。脳オルガノイドは、本物のように見え、振る舞うものを私たちに与えてくれます。彼らは私たちが統合失調症のような動物に影響を与えないと思われる神経学的および精神的健康状態に非常に敏感である理由について質問することを可能にしました。そして、私の研究室で特に注目しているのは、人間の脳を特別なものにしている点です。
-次のステップは、私たちと動物との違いを発見することです。それをどのように明らかにすることができますか？
-私たちを他の動物と区別するものを理解することは、基本的な問題です。たとえば、イルカは頭が良く頭が大きいことはわかっていますが、Zoomでの会話はありません。類人猿の脳は我々のものより約3倍小さいが、実は私の最近の計算では、マウスの脳に近い大きさであることがわかった。私たちは、このサイズの違いがどのように発生するのかを理解することに非常に興味があります。私たちは、人間と最も近い生きている親戚、チンパンジーとゴリラの細胞からオルガノイドを成長させます。開発の非常に早い段階で違いがあることがわかりました。ヒト幹細胞は、ニューロンが成長できる状態に移行する際に、類人猿の親戚よりも遅かった。細胞が指数関数的に膨張するこの重要な段階でのこの非常に微妙な変化は、最終製品に劇的な影響を及ぼします。
-他にどんな違いを見つけましたか？
-また、人間のオルガノイドは、チンパンジーやゴリラに比べて2倍の大きさであることがわかりました。これは、脳の大きさの観点から見るものと非常によく一致します。具体的には、大脳皮質では、人間の脳のニューロンの数は類人猿の脳の2倍です。コンピュータの例えを使うと、中央処理装置をより多く配置すると、より多くの計算能力が得られます。それはおそらく人間が私たち独自の認知能力を持つことを可能にしていることの大きな部分を占めていると思います。
-この調査方法は、過去に行われた方法から距離を置いているのですか？
-科学は常に探求の仕方についてです。500年前、人々は世界をマッピングしました。彼らは世界を旅し、ますます正確な文書に翻訳しました。今、私たちは内向きになり、体内で起こっていることをマッピングしようとしています。すべての実験は発見です。顕微鏡を通して観察し、人類史上初めて特定の生物現象を目撃した人物であることを知るのはとても楽しいことです。とてもエキサイティングです。思いがけない観察から深遠な発見が生まれると思うのが好きです。科学には多くのチャンスがありますが、あなたもそれにオープンでなければなりません。この分野では、非常に重要な科学的方法に従うように教えられていますが、多くの人は最初のステップである良い観察を忘れています。
-オルガノイドですでに何が起きていますか？
-オルガノイドが他のリサーチクエスチョンの答えにどのように役立つかを見てワクワクします。たとえば、このツールを使用して血液脳関門、てんかん、神経変性を研究することに関心が高まっています。
ケンブリッジコミュニティの他の研究者と交流したいです。パンデミックは、科学が過去にこのように経験したことがなかった、よりオープンな共同作業に私たちをさらしました。世界中のさまざまな専門分野、研究センター、大学間の交流は、何年にもわたって保存されてきたヘルスバンクの拠点と交差し、そのアクセスのおかげで、あらゆる分野の専門家がさまざまな知識を使用して、一緒に新しい道を見つけることができました角度。特定の分野に集中するのは簡単だと思いますが、あらゆる分野から学ぶことができることはたくさんあります。多くの場合、私たちは非常によく似た質問をしますが、さまざまな角度からアプローチします。最終的には、私たちを人間らしくしているものを解明するためには、あらゆる問題に対する答えが必要だと思います。
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