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科学者たちは、人体の細胞をマッピングするための最初の研究を発表しました。Motortion/ゲッティイメージズ
  • 研究者たちは、人体の細胞の地図を作成する上での進歩を明らかにしました。
  • 彼らは、そのような地図がさまざまな病気の診断と治療に役立つ可能性があると言います。
  • 彼らはこの研究を、ヒトゲノムのすべての遺伝子を配列決定したヒトゲノムプロジェクトと比較しています。

ほぼ20年前、10年の長さヒトゲノムプロジェクトヒトゲノム内のすべての遺伝子の完全な識別、マッピング、およびシーケンスを完了しました。

これは、生物医学技術と研究の大きな進歩を助けた画期的な成果でした。

今週、国際的なHuman Cell Atlas(HCA)コンソーシアムが、33の臓器とシステムにわたる100万を超える個々の細胞の詳細な地図を発表したため、さらに重要な成果がもたらされる可能性があります。

ジャーナルScienceの4つの主要な研究で発表されたデータは、世界で最も包括的な組織間細胞アトラスを表しています。これは、人体のすべての細胞型をマッピングするというHCAの目標に向けた大きな足がかりです。

「HumanCellAtlasは、生物学と病気の理解を変えています」と、スウェーデンのカロリンスカ研究所の教授であり、HCA組織委員会のメンバーであるStenLinnarsson博士は述べています。 「これらの組織間研究は、発達と成人期にわたる同じ細胞型の体系的で詳細な比較を可能にすることにより、HCAと単一細胞生物学のマイルストーンを表しています。これらは、人体のすべての細胞型のヒト細胞アトラスを生成するための大きな前進であり、診断、ヘルスケア、および精密医療の新時代の基盤を築きます。」

体の「グーグルマップ」

オンライン記者会見で、サラA。イギリスのケンブリッジにあるウェルカムサンガーインスティテュートのHCA国際コンソーシアムの共同創設者兼プリンシパルリーダーであり、細胞遺伝学の責任者であるTeichmann、Ph.D.は、プロジェクトの目標を「人体のGoogleマップ-a」の作成に例えました。すべての細胞と組織のストリートビューマップ。」

「[HCA]が実際に開くのは、その栄光のすべての組織を理解する能力です」と、プロジェクトの共同創設者であり、MITハーバード大学とマサチューセッツ州のハーバード大学のメンバーであるAviv Regev、Ph.D.は付け加えました。

専門家によると、この調査結果、および今後の調査結果は、研究者が病気、ワクチン開発、および抗腫瘍免疫学や再生医療などの分野を理解するのに役立つとのことです。

たとえば、タイシュマン氏によると、この研究は、骨髄だけでなく、腸、胸腺、その他の組織において、「免疫細胞が新しい予期しない方法でどのように発達するか」をすでに明らかにしています。

レジェフ氏は、細胞マッピングは細胞レベルで「病気が発生する場所を正確に理解するのに役立つ」と述べた。

「人々はゲノムを青写真と考えることがよくありますが、それは実際にはパーツリストです。」カリフォルニア州スタンフォード大学の生物学研究センターであるQuakeLabの創設者であるStephenQuake博士は、Healthlineに語った。

機械学習の助けを借りて、分析のために組織を単一の細胞に分離するHCA研究者の能力は、これらの遺伝子の「部分」が体全体でどのように連携するかについての洞察を提供します。

「ゲノムはパーツリストですが、オペレーターではありません。それが細胞です」とRegev氏は付け加えました。 「遺伝子を入手したら、それらがどこで機能するかを理解する必要があります。」

Regevは、HCAプロジェクトを「ヒトゲノムプロジェクトに例えましたが、21世紀のために作られました」。

「HCAは完全にオープンなプロセスであり、83か国に2,000人以上の科学者がいます」と彼女は言いました。 「それは1990年代には不可能でした。」

細胞レベルでの標的疾患

専門家によると、細胞マッピングは、医薬品開発、遺伝子治療、細胞治療に特に役立つとのことです。

「特定の細胞を標的にしている場合、その細胞が体内の他のどこで発現しているのかを知りたいのです。」クエイクは言った。

「他にどこに標的が発現しているかを知ることは、毒性を防ぐために重要です」とRegevは付け加えました。

4つの初期研究の1つで、ウェルカムサンガーインスティテュートの研究者は、さまざまな組織で免疫細胞がどのように機能するかについての理解を深めるために、33万個の単一免疫細胞からRNAをシーケンスしました。

「同じドナーの複数の組織の特定の免疫細胞を比較することで、体のさまざまな領域にあるメモリーT [免疫]細胞のさまざまな「フレーバー」を特定しました。これは、感染の管理に大きな影響を与える可能性があります」とTeichmann氏は述べています。 「私たちの公開されているデータは、Human Cell Atlasに貢献し、ワクチンを設計するためのフレームワークとして、または癌を攻撃するための免疫療法の設計を改善するためのフレームワークとして役立つ可能性があります。」

2番目の研究では、サンガー研究所主導の研究チームが、発達中のヒト免疫システムの包括的なアトラスを作成しました。この研究には、血液細胞と免疫細胞の形成に関与する組織が含まれており、人間が年をとるにつれて特定の細胞型が失われることが明らかになりました。研究者らは、この発見が体外細胞工学と再生医療研究を強化することができると述べた。

Regevは、機械学習アルゴリズムを使用して凍結細胞材料を分析する3番目の研究を主導し、分析のために新鮮な組織に通常依存しなければならない研究分野における重大な障壁を克服しました。Broad Instituteチームによってアトラスに追加された200,000個の細胞は、6,000個の単一遺伝子疾患と2,000個の複雑な遺伝子疾患にうまく関連付けられました。

Regev氏は、この研究は「単一細胞レベルでの患者コホート全体からの組織の研究への道を開く」と述べた。

「細胞をヒトの疾患生物学および組織全体の疾患リスク遺伝子に直接関連付けることにより、複数の疾患の新しいロードマップを作成することができました」と彼女は言いました。

「タブラサピエンス」

最後に、Chan Zuckerberg BiohubでのQuakeと同僚による研究では、生細胞の単一細胞RNAシーケンスを使用して、1人のドナーからの複数の臓器を分析しました。

これにより、遺伝的背景、年齢、環境への影響などの要因を制御しながら、さまざまな組織の比較が可能になりました。

400種類以上の細胞を含む細胞ア​​トラスは、「TheTabulaSapiens」と呼ばれていました。

「TabulaSapiensは、人体の24の臓器にわたる数百の細胞型の分子定義を提供するリファレンスアトラスです」とQuake氏は述べています。

調査結果は、同じ遺伝子をさまざまな細胞型に異なる方法でスプライシングする方法や、免疫細胞のクローンを組織間で共有する方法など、細胞生物学への新しい洞察を明らかにしました。

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