細胞小器官の成長

生物学者博士ドーピングはフラットと3次元の文化、人工臓器やバイオ印刷の問題を作成する方法について指示します。

20世紀の初めの偉大な成果は、人々が人間の体の細胞を培養することを学んだ、生物が哺乳動物であるということでした。 このため、それらはペトリ皿を用い、これは、播種した細胞平面です。 一般に、初めはハングドロップ、および取り付けられていないものに、このドロップ、独立した浮遊細胞があり、栽培は表面せずに、でもハンギングドロップで行われたあります。 その後、技術が洗練されたとなっている、と我々はそれが、顕微鏡下でそれらを見て何が起こるかを観察するために便利になってきているように、表面上で細胞を成長させる方法を学びました。 そして、もちろん、すべての細胞生物学と遺伝学を大幅に考慮に我々は、プレート上に成長している、非常に長い時間のために体外私たちの体内の細胞を培養することができたという事実を取って開発しました。

しかし、カップがいっぱいになるといつものように、我々はいくつかの限界に達し、我々は言う：私たちはすでに十分に持っていないので、我々は、どこかにさらに移動する必要があります。 同様に、我々は3次元であるため、人類は今、もはや十分なカップ内のセルの2次元伝播つまり、アスファルトに塗抹のように、我々は、平らじゃない、我々は3次元的に存在します。 どのように3次元での細胞のコミュニティがありますか？ 当社の3次元体のすべて、あまりにも。 つまり、技術の研究開発で、細胞小器官の文化を勉強する機会彼らは今呼ばれていたとして、フラットと三次元培養されていないか、です。

同様の傾向は、ただ過去に、ごく最近、おそらく3〜5歳の登場しました。 欲求は常に外部から何かの助けを借りていくつかのバルク体を収集するために、私たちは誰もが個々の開発の過程で収集しないことを理解する必要があり、体の形成されていることは明らかである - それはすべて内側から来ます、細胞自体が配置されています。 そして右の近所にはなかった、適切な場所に保持していない人は、実際には隣接セルからの救いの手を見つけることなく死にます。 ここでのタスクはちょうど反対である：我々は、彼らがお互いに友人だったように、種々の細胞を収集し、さらなる成長を継続する必要があります。 これは、細胞培養物の全てのタイプを行うことができます。 しかし、最近では細胞小器官の人工栽培における進歩の多くは本当にありました。

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最初の偉大な仕事はオーストリアの研究者は、彼らが小脳細胞小器官と呼ばれる細胞小器官を、成長させた2013年、に掲載されました。 彼らは、細胞が付着していない、幹細胞で働いていたと、多くのように、文化の中で、面内で、カップにそれらを成長したが、その後、表面から切り離し、懸濁培養中に浮遊して移動することを決めました。 取り付けられていないために、彼らは混合保管し、アタッチすることはできませんでした攪拌機付きバイオリアクターでそれらを置きます。 これらの細胞培養物は、球形をした小球を形成し、その後、驚くべきことに、それらのサイズがますます増加し始めました。 それは我々が積極的にそれによって酸素や栄養、これら増殖する細胞の形成、細胞を提供し、周囲の組織を成長培地を変更しているバイオリアクター環境に良い感じていることが判明し、右のプロセスがその中にあります。

科学者は研究し、彼らの実験、胚性幹細胞で使用されてきました。 方向におけるニューロンの神経分化中の胚性幹細胞は、もちろん、脳の潜在的な形成を有します。 そして、彼らはしばらく後に見たもの？ 我々は、三次元空間内のニューロンの培養物を成長させる機会を与え、彼らが受けた栄養素を提供される場合、 - これらは、小脳原基でした。 彼らは文化を学び、いわゆるセクションの助けを借りて、それらを分析するために始めたとき - 顕微鏡下で非常に薄い切片に切断し、構造の組織学のようにそれを見始めた細胞、すなわち、ある - それが判明したことが本当にあります小脳でどのように似ています。 その後、彼らはすでに特別なマーカータンパク質を取り、彼らの助けを借りて、これらのセクションを染色し、それは彼らが本当に小脳の構造を上げたことが判明：そこにこのような層としてだけで定住細胞を、細胞の同じコミュニティを形成しました。

驚くべきことに、それは人間の体で判明 - と彼らは、胚性幹細胞を使用し、ヒト細胞を再プログラミング - 人体の断片を生成します。

イングランドの科学者の別のグループは後に、同様の細胞小器官を受けたが、彼らが見て、少しは、培養条件を変更する - それはオルガノイド皮質があったが判明しました。 それによって、私たちにモデル化するために何かをより詳細にいくつかのプロセスを研究する機会を与え、個々の器官の構造を繰り返すことになりますこと - つまり、我々は（細胞小器官、それらが呼ばれた）いくつかの小さな体を成長させることができます。 一般的に、これらの細胞小器官の中で最も注目すべき事は - これはおそらく、モデリング、人間の何かをモデル化する能力が、人間の介入なしです。

別の同様の細胞小器官は、腸ました。 幹細胞は、多能性幹細胞が採取されたように、再び、特定の方法の科学者は、特定の成長因子によってそれらに影響を与えるために、その後特定の段階に成長カップのバイオリアクター中では非常によく成長されていないことに気づいた。彼らこれは非常に大きくなります。 そして彼らは、トリックに行くことにしました。彼らは、マウスに移植細胞小器官の始まり、それがさらに開発されたマウスです。 そして実際に腸を開発し、これらの細菌に移植場所で - というようにすべての必要な細胞を、陰窩とします。

また、マウスに進化したときにヒトの腸は、ヘリコバクター・ピロリに感染し、それが感染していることが判明し、どのように消化性潰瘍疾患のすべての兆候を示すであろう。 したがって、我々は、一方で、人体外何かを作成するために開始した、実験室カップに、次に、取得するために、より適切なモデルは、動物に、この場合にそれを移動させることが判明しました完全に人間の体に何が起こるか模倣されます。 すなわち、これらの細胞小器官は、今日、主に様々な疾患のシミュレーションのための新薬を発見するための新しい技術の開発のためにそれを使用するための大きな機会を提供する、です。 これは、我々はこの体の具体的な技術の開発のための科学的知識を使用するものにとしてだけでなく、科学的知識の分野でも同様です。
バイオ印刷体を作成する1つの方法。 プリンタはすでに十分に確立された、これまでのところ、バイオ印刷のため、開発時にプログラムや身体の結合組織を振る舞うのと同じ方法での最初の、各セルを振る舞うバイオインクを欠いているので、彼女は、初歩的な形になりました単離し、その後、私たちは体を印刷したときに、私たちは互いに相互作用細胞から構成される体を得ます。

しかし、他の道を行くと：biopechatとbiosborkuを使用しないでください。 そして、我々は成功し、このようなbiosborkuを使用し、彼の研究室で十分なを持っています。 例えば、我々は血液別途入手肝細胞および間質線維芽細胞は、別途入手通過する、別々の血管内皮細胞を取得します。 我々は、人工多能性幹細胞から取得することはすべて、すなわち、遺伝的には、単一の患者に属します。 その後、我々は、血管内皮細胞、肝細胞および間質細胞における線維芽細胞の特定の条件下で混合する - 細胞の場合のように、胚肝臓、小断片を表し形成された球状の構造を有しています。

我々は、我々は組み立てが容易である数百の多くを取る一緒にそれらを追加し、それらが相互に通信する場合 - それは今よりも、私達はちょうどに対処する - 私たちはすでに大規模な肝臓を受けています。 しかし、それはしていない細胞の内部プログラムによって作成された脳細胞小器官、などではなく、私たちはケージのどこかに強制的に押し込むbioprintingとして、人工的な方法を構築します。 我々は3つの細胞集団を有する場合、それらは肝臓に存在するものと同様の構造を形成します。 おそらく、それが存在する人工細胞小器官の存在と発展の最も顕著な例は、今日です。