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ニーナ・タンドン 人工生体組織の育て方

「人工細胞培養を行うためには、実験室で自然環境を再現する必要があります」タンドンは語りかける。ここでは、40万ビューを超える Nina Tandon のTED講演を訳し、人工生体組織の育て方について理解する。

要約

生体組織工学研究者であり、TEDフェローでもあるニーナ・タンドンは、心臓や骨を人工的に培養しています。そのためには人工細胞培養のための新しい方法が必要でした。自然環境をまねて開発した、シンプルながら強力な技法です。

Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.

 

1 実験室での細胞育成について

みなさん おはようございます。私が研究しているのは 驚くべきちっちゃな生き物 細胞です。実験室での細胞育成について 話をさせて下さい。自然環境から実験室に取り出された細胞は ペトリ皿という お皿に塗布します。そして細胞培養液という餌のようなものを与えます。もちろん無菌の状態で行います。そして培養器の中で育てます。

 

2 実験室で自然環境を再現する「生体模倣法」

なぜそんなことをするのか? お皿の中の細胞を観察しますが 表面にいるだけです。でも私が実験室で本当にやろうとしているのは 生体組織を作り出すということです。それがどういう意味かというと たとえば本物の心臓を育てる あるいは 人体に移植できる 骨を育てるということです。これは疾患モデルとしても使えます。従来の細胞培養技術では できないことでした 細胞はホームシックになりやすく お皿の上は故郷とは違っています。だから細胞が育っていけるよう 自然環境を模倣する必要があります。これを生体模倣法と呼んでいます。実験室で自然環境を再現するんです。

 

3 心臓の特徴は鼓動と貪欲な血液需要

心臓の例を見てみましょう。私の主たる研究領域です。心臓の特徴はなんでしょう? 鼓動するということですね。リズミカルに 休むことなく 忠実に鼓動します。細胞培養環境に電極をつけ 心臓の環境を模倣しています。この電極がペースメーカーとなって 実験室の中で細胞の収縮を引き起こします。他にはどんな特徴があるでしょう? 心臓細胞はとても貪欲です。心臓細胞は非常に手厚い 血液の供給を受けています。実験室では 微細な経路網を作り込んだ 生体材料の上で細胞を育てています。そうすることで 細胞の餌である細胞培養液を 細胞の育つ土台に流すことができます。皆さんのイメージにある 毛細血管床によく似ています。

 

4 「生命は小さなもので大きなことができる」

ここで一つ目の教訓に行き着きます 「生命は小さなもので大きなことができる」。電気刺激を例に 生命の基本要素がいかに強力であるか見てみましょう。左側は私がネズミの細胞から培養した 鼓動している心臓細胞の組織です。大きさはミニマシュマロくらい 一週間しても鼓動は続いています。左上部分を見ると分かりますが よく見えなくても気にしないで下さい。そもそも鼓動すること自体驚くべきことです。しかし本当に驚くべきなのは これにペースメーカーのような 電気刺激を加えると 鼓動がずっと強くなることです。

 

5 「細胞があらゆる仕事をこなす」

ここで第二の教訓です。「細胞があらゆる仕事をこなす」 生体組織工学者はアイデンティティの危機を抱えています。構造工学者は 橋のような大きなものを作り コンピュータ工学者はコンピュータを作りますが 私たちがしているのは 細胞が機能できるようにする技術を作ることだからです。これにはどんな意味があるのでしょう? 簡単な例を考えてみましょう。細胞というのは 抽象概念ではないことを思い出してください。細胞が実質的に 私たちの命を支えているのです。「食は人なり」とよく言いますが 実際には「細胞の食は人なり」なんです。そして腸内細菌叢に至っては 体の一部ですらありません。私たちの生活体験は 細胞が仲介しているということも注目に値します。すべての音 視覚 触覚 味 においの背後には 対応する細胞があって これらの情報を受け取って 解釈しているのです。考えてほしいことがあります。私たちの環境への責務に 私たち自身の体のエコシステムも含めてはどうでしょうか?皆さんの意見をお聞かせ下さい。さしあたっては 幸運をお祈りしておきます。どうか 皆さんの癌以外の細胞が 絶滅危惧種になりませぬように。ありがとうございました(拍手)

最後に

実験室で自然環境を再現する「生体模倣法」。心臓の特徴は鼓動と貪欲な血液需要。「生命は小さなもので大きなことができる」「細胞の食は人なり」

和訳してくださった Takahiro Shimpo 氏、レビューしてくださった Yasushi Aoki 氏に感謝する(2011年3月)。

組織工学 (再生医療叢書)


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