줄기 세포 혁신이 신경 과학 연구를 발전시킨 방법

인간의 뇌를 연구하는 게이팅 요소 중 하나는 실제 기능하는 인간의 뇌 조직에 대한 연구를 수행 할 수있는 능력을 가지고 있다는 것입니다. 결과적으로 많은 과학적 연구가 포유류 대리로 설치류에 대해 수행됩니다. 이 접근법의 단점은 설치류의 뇌가 구조와 기능이 다르다는 것입니다. Johns Hopkins에 따르면 구조적으로 인간의 뇌는 약 30 %의 뉴런과 70 %의 신경교 인 반면 마우스의 뇌는 반대 비율을 가지고 있습니다 [1]. MIT 연구원들은 인간 뉴런의 수상 돌기가 설치류 뉴런과는 다른 전기 신호를 전달한다는 사실을 발견했습니다 [2]. 혁신적인 대안은 줄기 세포 기술을 사용하여 인간의 뇌 조직을 성장시키는 것입니다.

줄기 세포는 분화 된 세포를 생성하는 특수화되지 않은 세포입니다. 80 년대로 거슬러 올라가는 비교적 최근의 발견입니다. 배아 줄기 세포는 1981 년 영국 카디프 대학의 Martin Evans 경에 의해 처음 발견되었고 2007 년 노벨 의학상 수상자 인 캠브리지 대학에서 발견되었습니다 [3].

1998 년에 분리 된 인간 배아 줄기 세포는 Madison에있는 University of Wisconsin의 James Thomson과 Baltimore에있는 Johns Hopkins University의 John Gearhart에 의해 실험실에서 성장되었습니다 [4].

8 년 후 일본 교토 대학의 Shinya Yamanaka는 바이러스를 사용하여 쥐의 피부 세포를 다 능성 줄기 세포로 변환하여 4 개의 유전자를 도입하는 방법을 발견했습니다 [5]. 다 능성 줄기 세포는 다른 유형의 세포로 발전하는 능력이 있습니다. Yamanaka는 John B. Gurdon과 함께 성숙한 세포가 다 능성이되도록 재 프로그래밍 될 수 있다는 발견으로 2012 년 노벨 생리학 또는 의학상을 수상했습니다 [6]. 이 개념은 유도 만능 줄기 세포 또는 iPSC로 알려져 있습니다.

2013 년 Madeline Lancaster와 Juergen Knoblich가 이끄는 유럽 과학자 팀은 인간 다 능성 줄기 세포를 사용하여 3 차원 (3D) 대뇌 오가 노이드를 개발했습니다.이 세포는“크기가 약 4mm로 성장하고 10 개월까지 생존 할 수 있습니다. . [7].” 이것은 이전의 뉴런 모델이 2D로 배양 되었기 때문에 중요한 돌파구였습니다.

보다 최근 인 2018 년 10 월 Tufts가 이끄는 과학자 팀은 최소 9 개월 동안 자발적인 신경 활동을 나타내는 인간 뇌 조직의 3D 모델을 성장 시켰습니다. 이 연구는 2018 년 10 월에 발표되었습니다. ACS Biomaterials Science & Engineering, American Chemical Society 저널 [8].

생쥐에서 줄기 세포의 초기 발견부터 40 년 이내에 만능 줄기 세포에서 3D 인간 신경망 모델 성장에 이르기까지 과학적 발전 속도는 기하 급수적이었습니다. 이러한 3D 인간 뇌 조직 모델은 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 헌팅턴병, 근이영양증, 간질, 근 위축성 측삭 경화증 (ALS 또는 루게릭 병이라고도 함) 및 기타 여러 뇌 질환 및 장애에 대한 새로운 치료법을 발견하기위한 연구를 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 신경 과학이 연구에 사용하는 도구는 정교하게 진화하고 있으며, 줄기 세포는 인류에게 혜택을주기위한 진보를 가속화하는 데 중요한 역할을합니다.

저작권 © 2018 Cami Rosso 판권 소유.

2. Rosso, Cami. "인간의 두뇌가 더 높은 지능을 나타내는 이유는 무엇입니까?" 오늘 심리학. 2018 년 10 월 19 일.

3. 카디프 대학교. "노벨 의학상 마틴 에반스 경" http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans에서 2018 년 10 월 23 일 검색

4. 하트 뷰. "줄기 세포 타임 라인." 2015 년 4 ~ 6 월 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#에서 2018 년 10 월 23 일에 검색 함

5. 스쿠 델라 리, 메간. "iPS 세포가 세상을 바꾸는 방법." 자연. 2016 년 6 월 15 일.

6. 노벨상 (2012-10-08). “2012 년 노벨 생리 의학상 [보도 자료]. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/에서 2018 년 10 월 23 일 검색

7. Rojahn, Susan Young. "과학자들은 3 차원 인간 뇌 조직을 성장시킵니다." MIT 기술 검토. 2013 년 8 월 28 일.

1. 캔 틀리, 윌리엄 L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; 헌터, 마틴; Tang-Schomer, Min D .; 테스코, 주세 피나; Kaplan, David L.” 다 능성 줄기 세포의 기능적이고 지속 가능한 3D 인간 신경망 모델.”ACS Biomaterials Science & Engineering, American Chemical Society 저널. 2018 년 10 월 1 일.