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毒ヘビの幹細胞からミニ臓器を作製することに成功

2020年1月30日(木)17時40分
松岡由希子

世界全体で毒ヘビによる死者は8万1000人から13万8000人...... isarescheewin-iStock

<ユトレヒト大学の研究グループが、このほど、ヘビの幹細胞から人工的に培養されたオルガノイド(ミニ臓器)を作製することに成功した......>

幹細胞などから試験管内で人工的に培養されたオルガノイド(ミニ臓器)は、生体内の組織と極めて似た構造を持つことから、特定の疾患の分子メカニズムの解明や医薬品試験などに用いられている。これまで、ヒトやマウスなど、哺乳類を対象にオルガノイドの開発がすすめられてきたが、このほど、爬虫類であるヘビの幹細胞からオルガノイドを作製することに成功した。

オルガノイドが生成する毒液の成分は、ヘビのものと極めて似ていた

蘭ユトレヒト大学やヒューブレヒト研究所らの研究チームは、コブラ科に属する毒ヘビの一種「ケープコーラルスネーク」の毒腺のオルガノイドを作製し、2020年1月23日、その研究成果を学術雑誌「セル」で発表した。

研究チームは「ケープコーラルスネーク」の受精卵から孵化する前にヘビを取り出し、その様々な器官から組織片を抽出。変温動物である「ケープコーラルスネーク」は恒温動物であるヒトよりも体温が低いことから、培養環境の温度を32度に下げ、これらの組織片を成長因子とともに培地で培養した。

その結果、わずか1週間で毒腺のオルガノイドとなり、2ヶ月以内に数百個まで増殖した。研究チームでは、毒腺のほか、肝臓、膵臓、腸のオルガノイドの作製にも成功している。



snake-bite-2a.jpgヘビの毒線のオルガノイド (Ravian van Ineveld/Princess Maxima Center)

毒腺のオルガノイドを高分解能電子顕微鏡で観察したところ、その細胞は、ヘビが毒液を貯蔵する毒腺の小胞とよく似た密な構造をなしていた。また、オルガノイドが生成する毒液の成分は、ヘビが生成するものと極めて似ていた。

オルガノイドの培地に加える成長因子を変化させることで、毒液の組成が変化する可能性があることもわかっている。つまり、成長因子を制御することで、オルガノイドが生成する毒液を人為的にコントロールできる見込みがあるというわけだ。

抗毒素の生産やヘビの毒液を活用した新薬の開発へ

世界保健機関(WHO)によると、世界全体で年間270万人が毒ヘビによる刺咬中毒にかかり、これによる死亡者数は8万1000人から13万8000人と推計されている。アフリカやアジアの一部では、抗毒素の供給不足が課題となっている。

オルガノイドが生成する毒液は、抗毒素の生産やヘビの毒液を活用した新薬の開発などへの活用が期待されている。

研究論文の責任著者であるユトレヒト大学のハンス・クレバーズ教授は「毒ヘビに噛まれたことで年間10万人もの人々が命を落としているにもかかわらず、抗毒素の製造方法は19世紀以降、進歩していない。新たな治療法へのニーズは大きい」と指摘するとともに、「脳に作用するもの、神経筋接合部や血液凝固に作用するものなど、ヘビの毒液には様々な成分が含まれている。これらのなかには、新薬に応用できるものもあるだろう」と期待感を示している。

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