3Dプリントされたニューロン!コンコルディア大学の研究者が新たな生物学的手法を発明

3Dプリントされたニューロン!コンコルディア大学の研究者が新たな生物学的手法を発明
はじめに: カナダのコンコルディア大学の研究者らは、成体神経細胞をバイオプリンティングする新しい方法を開発しました。彼らは、細胞の生存率と機能を高いレベルで維持する新しいレーザー支援技術を使用しています。
研究者らは、異なる粘度のバイオインクを使用することで既存のバイオプリンティング技術を改良し、より優れた 3D プリンティングを実現する、レーザー誘起横方向転写 (LIST) と呼ばれる新しいバイオプリンティング技術を開発しました。論文では、この技術によって末梢神経系の重要な構成要素である感覚ニューロンをうまく印刷できることが実証された。これは、疾患モデル化、薬物試験、インプラント製造など、バイオプリンティングの潜在能力の長期的な発展に影響を及ぼすと研究者らは述べている。
△図1. レーザー誘起横方向転写(LIST)印刷システム(A左)とバイオインクジェット(高速イメージングA右)の概略図。印刷後 1 時間経過した DRG ニューロンを含む液滴。スケールバー = 50 μM ( B 、 C )。
実現可能かつ実用的 研究者らは、マウスの末梢神経系の背根神経節(DRG)ニューロンを使用してこの技術をテストした。ニューロンはバイオインク溶液に懸濁され、生体適合性基板上の四角い毛細管に充填されます。低エネルギーのナノ秒レーザーパルスが毛細管の中央に集中され、マイクロバブルが膨張して細胞が詰まったマイクロジェットがその下の基板に噴出されます。サンプルを短時間インキュベートした後、洗浄して再度 48 時間インキュベートしました。
△図2. バイオプリンティングはDRGニューロンの生存には影響しませんが、シナプスの成長を減少させます。
その後、チームは印刷されたセルの容量を測定するためにいくつかのテストを実行しました。生存率アッセイでは、印刷から 2 日後でも 86% の細胞がまだ生きていることが判明しました。研究者らは、低エネルギーレーザーを使用すると生存率が向上することを指摘した。より高いレーザーエネルギーを使用すると、一部の熱力学的反応によって細胞が損傷する可能性が高くなります。
△図3. 印刷プロセスがカプサイシン誘発性カルシウム流入に与える影響。
その他のテストでは、神経突起の成長(発達中のニューロンが指示に応じて新しい突起を作成する)、神経ペプチドの放出、カルシウムイメージング、RNA配列を測定した。全体的に、結果は、この技術がバイオプリンティングの分野に重要な貢献を果たす可能性があることを示唆しています。
人間にも動物にも良い<br /> 一般的に、バイオプリンティングについて話すとき、科学者が移植用の人間の臓器などを印刷できるようになったと考える傾向があると研究者らは指摘した。これは長期的な目標ではありますが、現在の技術ではまだまだ実現には程遠い状況です。この野心的な目標を徐々に達成する方法はまだたくさんあります。研究チームは、神経修復薬などの新薬の発見に大きく役立つ可能性のある細胞移植の研究を継続する承認を得ることを望んでいる。
△図4. 印刷されたDRGニューロンが神経ペプチドを放出する。
この技術を使用するもう一つの利点は動物実験の削減だと研究チームは指摘した。これは、人体実験のために安楽死させられる動物が減るため人道的に意味があるだけでなく、動物の組織ではなく人間の組織でテストを行うことができるため、より正確な結果が得られることになります。
参考文献: Roversi, K.; Ebrahimi Orimi, H.; Falchetti, M.; Lummertz da Rocha, E.; Talbot, S.; Boutopoulos, C. レーザー誘起サイドトランスファー (LIST) を使用した成人後根神経節 (DRG) ニューロンのバイオプリンティング。Micromachines 2021, 12, 865. https://doi.org/10.3390/mi12080865

ニューロン、コンコルディア大学、カナダ、生物学、3Dバイオプリンティング

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