研究者らは発達中の大脳皮質を模倣した詳細な脳オルガノイドを作成し、本物の脳の血管に非常に似た血管を備えました。この進歩は、実験室で培養されたミニ脳の主要な制限を解消し、より長く生存し、神経学的疾患に関するより深い洞察を提供する可能性があります。ヒト幹細胞から培養されたオルガノイドは、中空の中心を持つ均等に分布した血管を特徴とし、脳研究における重要な一歩です。
脳オルガノイド、通称ミニ脳は、2013年以来、幹細胞を特定の化学シグナルにさらすことで実験室で培養され、初期段階の脳に似たクラスターを形成してきました。これらの構造は、自閉症、統合失調症、認知症などの障害に関する貴重な視点を提供してきました。しかし、主要な課題は短い寿命で、通常数ヶ月しか持たず、内部血管の欠如により酸素と栄養素が深い細胞に届きません。これを克服するため、Ethan WinklerとUniversity of California, San Franciscoのチームは、思考、記憶、問題解決を担う大脳皮質を模倣した皮質オルガノイドを生成するため、ヒト幹細胞を2ヶ月間培養しました。彼らは血管細胞から別個にオルガノイドを作成し、皮質オルガノイドの各端に2つずつ配置しました。数週間以内に、血管は構造全体に均等に浸透しました。画像診断では、これらの血管が実際の脳血管のような中空のルーメンを持つことが示されました。オランダのUniversity Medical Centre Utrecht Brain CentreのLois Kistemaker氏は、以前のモデルでの栄養飢餓の問題を「非常に大きな問題」と指摘しました。University of Cambridgeで脳オルガノイドを先駆けたMadeline Lancaster氏は、この業績を称賛：「実際の血管で見つかるようなルーメンを持つ血管ネットワークのデモンストレーションは印象的です。大きな一歩です。」新しい血管は、発達中の脳に見られるものと同様の特性と遺伝子パターンを示し、パスゲンから守りながら栄養素と廃棄物の交換を可能にする強化された血液脳関門を含んでいました。これによりオルガノイドの維持が向上する可能性があります。しかし、Lancaster氏は限界を指摘：完全に機能的な血管には、心臓のようなポンプ機構による方向性血流が必要で、研究者らはまだ達成していません。結果はbioRxivのプレプリントに掲載されています。
