줄기 세포 혁신은 어떻게 진보 된 신경 과학 연구를했습니다

과학자들은 몇 달 동안 지속되는 신경 활동으로 인간의 뇌 조직을 성장시킵니다.

출처 : geralt / pixabay

인간의 두뇌를 연구하는 게이팅 요소 중 하나는 실제 기능을하는 인간의 뇌 조직에 대한 연구를 수행하는 능력입니다. 결과적으로, 많은 과학적 연구가 포유 동물의 대리인으로서 설치류에 대해 수행됩니다. 이 접근법의 결점은 설치류 두뇌가 구조와 기능면에서 다르다는 것입니다. 존스 홉킨스 (Johns Hopkins)에 따르면 구조적으로 인간의 뇌는 약 30 %의 뉴런과 70 %의 글 리아 (glia)이며 마우스의 뇌는 반대 비율을 가지고있다. MIT의 연구자들은 인간 뉴런의 수상 돌기가 설치류 뉴런과 다르게 전기 신호를 전달한다는 것을 발견했다 [2]. 혁신적인 대안은 줄기 세포 기술을 사용하여 인간의 뇌 조직을 성장시키는 것입니다.

줄기 세포는 분화 된 세포를 발생시키는 특이하지 않은 세포입니다. 그것은 80 년대로 거슬러 올라가는 비교적 최근의 발견입니다. 배아 줄기 세포는 1981 년 영국 카디프 대학교의 마틴 에반스 경 (Sir Martin Evans, 영국), 2007 년 노벨 의학상 수상자 인 케임브리지 대학 (University of Cambridge)에서 처음 발견됐다.

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1998 년에 분리 된 인간 배아 줄기 세포는 매디슨의 위스콘신 대학교 (University of Wisconsin)의 James Thomson과 볼티모어 (Baltimore)의 존스 홉킨스 대학의 John Gearhart에 의해 실험실에서 재배되었다.

그로부터 8 년 후 일본 교토 대학의 야마나카 신야 (Shinya Yamanaka)는 쥐의 피부 세포를 다 능성 줄기 세포로 바꾸어 바이러스를 사용하여 4 개의 유전자를 도입하는 방법을 발견했다. Pluripotent 줄기 세포는 다른 유형의 세포로 발전하는 능력을 가지고 있습니다. 야마나카는 존 B. 구르 돈 (John B. Gurdon)과 함께 성숙한 세포가 다 능성으로 재 프로그램 될 수 있다는 발견으로 생리학 또는 의학 분야의 노벨상을 수상했다. 이 개념은 유도 된 다 능성 줄기 세포 또는 iPSC로 알려져 있습니다.

Madeline Lancaster와 Juergen Knoblich가 이끄는 유럽 연구팀은 인간의 다 능성 줄기 세포를 이용하여 3 차원 (3D) 대뇌 기관을 개발했다.이 줄기 세포는 “크기가 약 4 밀리미터에 달하고 10 개월까지 생존 할 수있다. . [7] “이것은 이전의 뉴런 모델이 2D로 배양되었을 때 주요한 돌파구였습니다.

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보다 최근에는 2018 년 10 월에 터프 츠 (Tufts) 주도의 과학자 팀이 최소한 9 개월 동안 자발적인 신경 활동을 나타내는 인간 뇌 조직의 3D 모델을 성장 시켰습니다. 이 연구는 2018 년 10 월 에 American Chemical Society 저널 인 ACS Biomaterials Science & Engineering 에 발표되었습니다.

생쥐에서 줄기 세포가 처음 발견 된 지 40 년 만에 만능 줄기 세포에서 3D 인간 신경 네트워크 모델을 성장시키는 데 이르기까지 과학 발전의 속도는 기하 급수적이었습니다. 이러한 3D 인간 뇌 조직 모델은 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 근 위축증, 간질, 근 위축성 측삭 경화증 (ALS 또는 루게릭 병으로도 알려져 있음) 및 기타 여러 질환 및 뇌 질환에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 신경 과학이 연구에 사용하는 도구는 세련됨 속에서 진화하고 있습니다. 줄기 세포는 인류에 유익한 진전 가속에 중요한 역할을합니다.

Copyright © 2018 Cami Rosso 모든 권리 보유.

참고 문헌

1. 헨드릭스, 멜리사. “마우스 모델 : 완벽하지는 못하지만 여전히 귀중합니다.” 존스 홉킨스 . 2010 년 10 월. https://www.hopkinsmedicine.org/institute_basic_biomedical_sciences/news_events/articles_and_stories/model_organisms/201010_mouse_model.html에서 검색 함

2. 로소, 캐미. “인간의 두뇌는 왜 더 높은 지능을 나타 냅니까?” 오늘 심리학. 2018 년 10 월 19 일

3. 카디프 대학. “선생님 마틴 에반스, 노벨 의학상”2018 년 10 월 23 일 http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans에서 검색 함

4. 하트 뷰 . “줄기 세포 기상도.”2015 4 월 – 6 월. 10-23-2018에 httpl://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#에서 검색 함

5. Scudellari, Megan. “어떻게 iPS 세포가 세상을 바 꾸었습니까?” 자연 . 2016 년 6 월 15 일

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

7. Rojahn, Susan Young. “과학자들은 인간의 뇌 조직을 성장시킵니다.” MIT Technology Review . 2013 년 8 월 28 일

1. Cantley, William 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