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» 2018年12月13日 15時00分 公開

医療技術ニュース:眼球はなぜ丸くなる? 形ができるメカニズムを解明

京都大学が、目の丸い形の元となる「眼杯組織」が作られる仕組みを解明した。この仕組みを活用することで、再生医療に必要な、試験管内での器官形成を制御できるようになる。

[MONOist]

 京都大学は2018年11月22日、目の丸い形の元となる「眼杯組織」が作られる仕組みを解明したと発表した。同大学ウイルス・再生医科学研究所教授 永樂元次氏らの研究グループによる研究成果だ。

 眼杯組織は、複数の細胞種からなるカップ状の丸い形をした組織で、網膜組織の元になる。眼杯組織の形が作られる過程では、初めにシート状の脳組織の一部が外側に突き出し、次に、突き出た脳組織の先端が網膜組織へと分化しながら内側へ入り込んでカップ状の二重構造を作る。その後、カップのふちにあたる部分の組織がとがることで、眼杯組織の丸い形となる。

 研究グループは、組織の立体的な動きを予測する新たなシミュレーション技術を開発し、コンピュータの中で器官の形作りを再現した。そして、眼杯組織が丸い形となるには、組織の場所ごとに細胞が異なる力を生み出す必要があると予測した。

 この予測を、マウスの胚性幹細胞(ES細胞)を培養して作製した眼杯組織を用いて確認した。その結果、網膜組織が内側へ入り込む際、カップのふち部分の細胞に力がかかり、その力をきっかけに1つ1つの細胞が収縮し、眼杯組織全体の変形度合いを感じつつ、丸い形を微調整していることが分かった。

 組織が形を作る際の調節機構は、他の器官にも共通する可能性がある。さらに、この調節機構や開発したシミュレーション技術を活用することで、再生医療に必要な試験管内での器官形成を正確に制御できるようになる。研究グループは、未来の再生医療へ貢献すべく、調節機構の理解を深め、シミュレーション技術の予測精度を高めていくとしている。

photo 同研究の概要(クリックで拡大) 出典:京都大学
photo シミュレーションにより再現した眼杯組織の形作り(クリックで拡大) 出典:京都大学
photo 1つ1つの細胞が機械的な力を通して眼杯組織全体の丸い形を調整する(クリックで拡大) 出典:京都大学

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