UW チームが機能的接続を備えた人間の神経組織の 3D バイオプリントを開発

UW チームが機能的接続を備えた人間の神経組織の 3D バイオプリントを開発
出典: Nestone Neuroscience

ウィスコンシン大学マディソン校の科学者チームは、成長し機能する初の3Dプリント脳組織の開発に成功した。この画期的な発見は、脳を研究し、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経疾患や神経発達障害を治療する神経科学者にとって重要な意味を持つ。

チームは、部品を垂直ではなく水平に積み重ねるという従来の方法とは異なる3Dプリント技術を使用しました。研究者らは、人工多能性幹細胞から成長したニューロンである脳細胞を、より柔らかいバイオインクゲルの中に配置して、細胞同士が通信できるようにした。このアプローチを使用することで、印刷された細胞は各印刷層内および層間で接続を形成し、人間の脳に匹敵するネットワークを構築しました。ニューロンは神経伝達物質を介して通信し、信号を送信し、互いに相互作用し、さらには印刷された組織に追加された支持細胞と適切なネットワークを形成します。


この技術は、脳の研究に使用される小型オルガノイドでは不可能な、細胞の種類と配置の精密な制御を可能にする。対照的に、オルガノイドの増殖には組織化と制御がそれほど必要ありません。この特異性により、印刷された脳組織は、さまざまな病気のシグナル伝達、健康な組織と影響を受けた組織との相互作用の研究、新薬候補のテスト、さらには脳の成長の観察に使用することができます。

新しい 3D プリント技術により、研究者は人間の神経ネットワークの構造と機能をより深く探究し、病気のプロセスをモデル化し、薬物試験のプラットフォームとして役立つ精密なツールを手に入れています。しかし、研究者たちは、この技術の特殊化の可能性をさらに探求し、バイオインクとデバイスを改良して特殊化を高め、研究室で使いやすくしたいと考えています。

ジャーナル参照:
Yuanwei Yan、Xueyan Li、Yu Gao、Sakthikumar Mathivanan、Linghai Kong、Yunlong Tao、Yi Dong、Xiang Li、Anita Bhattacharyya、Xinyu Zhao、Su-Chun Zhang。機能的結合性を備えたヒト神経組織の3Dバイオプリンティング。Cell Stem Cell、2024; 31 (2): 260 DOI: 10.1016/j.stem.2023.12.009

生物学的、神経学的、組織学的

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