인간 두뇌의 비밀을 손바닥 안에 쥐고 있다고 상상해 보세요. 인간 장기의 구조와 기능을 모방한 3차원 세포 배양물인 오가노이드가 바로 그 일을 해냈습니다. 거의 10년 동안 스탠포드 뇌 기관 발생 프로그램은 신경 오가노이드를 전문으로 하는 뇌 연구에 대한 이러한 접근법을 개척했습니다. 이 프로그램은 통증 반응, 신경 발달 장애, 신경 회로 등의 수수께끼를 풀며 신경학 연구에 상당한 진전을 이루었습니다. 그러나 신경 오가노이드는 초기 성장 단계에서 서로 융합하는 경향으로 인해 규모 면에서 다소 제한적인 진전을 이루었습니다. 연구 게시됨 6월 27일에 자연 생명 공학 는 이 끈적끈적한 상황에 대한 해답을 일반적인 식품 첨가물인 잔탄검에서 찾았습니다.
실험실 설정에서 끈적끈적한 오가노이드 분리
대규모 데이터 세트의 경우, 과학자들은 모양과 크기가 일관된 신경 오가노이드의 대량 배치가 필요합니다. 안타깝게도 앞서 언급했듯이 오가노이드는 약간 끈적거릴 수 있습니다. 신경 오가노이드는 성장 과정에서 서로 융합하여 다양한 모양, 크기, 기능의 불규칙한 클러스터를 만드는 습성이 있습니다. 따라서 대규모 데이터 세트는 거의 불가능합니다.
특히 대규모 데이터 세트의 경우 비효율적인 과정인 각 오가노이드를 별도의 접시에서 배양하는 대신, 6월 27일의 연구팀은 일괄 배양하면서 “원치 않는 오가노이드 융합”을 피할 수 있는 확장 가능한 방법을 찾아야 했습니다. 이를 위해 연구팀은 실험실 배양에 직접 넣을 수 있는 수십 가지 물질을 선별해야 했습니다.
가정용 베이킹 재료가 경쟁에서 우위를 점하다
연구팀은 신경 오가노이드와 생체 적합성이 있을 뿐만 아니라 다른 과학자들이 이 방법을 쉽게 채택할 수 있도록 “비교적 경제적이고 사용이 간편한” 23가지 물질을 탐색했습니다. 연구진은 물질을 하나씩 테스트하면서 영양분이 풍부한 액체에서 6일 동안 오가노이드를 성장시킨 후 물질을 추가했습니다. 그런 다음 연구진은 25일 동안 기다렸다가 얼마나 많은 오가노이드가 남아 있는지, 즉 원치 않는 융합을 찾는 것으로 각 실험을 마무리했습니다.
결국 가장 효과적인 물질은 놀랍도록 단순한 물질인 잔탄검이었는데, 연구팀은 이를 “비용 효율적인 다당류”라고 불렀습니다. 잔탄검은 저렴하고 어디서나 구할 수 있으며 제빵에서 증점제 및 안정제로 널리 사용됩니다. 또한 오가노이드의 발달에 부정적인 영향을 미치지 않으면서도 오가노이드가 서로 융합하는 것을 방지하는 데 탁월한 효과를 발휘했습니다.
오가노이드 스케일링의 실제 영향
잔탄검이 오가노이드 융합을 방지할 수 있는 물질로 확인된 후, 연구진은 이 발견의 광범위한 영향력을 입증하기 위해 노력했습니다. 이를 위한 최선의 방법은 무엇일까요? 이전에 승인된 약물이 유아의 뇌 발달에 미치는 영향을 테스트하기 위해 대규모 오가노이드 연구를 진행하는 것입니다. 공동 수석 저자인 겐타 나라자키는 2,400개의 오가노이드를 일괄적으로 대량으로 키운 다음, 이 성공적인 대규모 실험을 핑계 삼아 298개의 승인된 약물을 테스트하여 성장 결함을 유발할 수 있는 약물이 있는지 확인했습니다. 실제로 몇몇 약물은 오가노이드의 성장을 방해했는데, 이는 임신한 환자를 치료하는 의사에게 중요한 정보가 될 수 있으며, 신경 오가노이드 개발을 효율적으로 확장하지 않았다면 결코 발견하지 못했을 정보입니다.
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앞으로 스탠포드 뇌 조직 생성 프로그램 연구진은 오가노이드를 사용하여 간질과 정신분열증을 비롯한 여러 신경정신 질환을 연구할 계획입니다. “이러한 질병을 해결하는 것은 정말 중요하지만 규모를 확장하지 않는 한 흠집을 낼 방법이 없습니다.”라고 연구 책임자인 케네스 T. 노리스 주니어 정신과 및 신경과학 교수인 세르히우 파스카(Sergiu Pasca)는 말했습니다. 스탠포드 의과대학의 정신과 및 행동과학 교수인 세르지우 파스카는 말합니다. “지금 당장은 그것이 목표입니다.”
오가노이드 연구를 수행하기 위해 Scantox Neuro는 가속화된 노화 및 노화를 모델링하기 위해 뇌 오가노이드와 관련 분석 방법을 연구합니다.
Scantox 는 1977년부터 최고 수준의 약리학 및 규제 독성학 서비스를 제공하는 선도적인 북유럽 전임상 GLP 인증 임상시험수탁기관(CRO)입니다. Scantox 제약 및 생명공학 기업의 신약 개발 프로젝트를 지원하는 전임상 계약 연구 서비스에 중점을 두고 있습니다. 핵심 역량에는 탐색 및 효능 연구, PK 연구, 일반 독성 연구, 국소 내성 연구, 상처 치유 연구 및 백신이 포함됩니다. 서비스 및 연구 분야에 대해 자세히 알아보려면 다음을 참조하세요. 뉴스레터 구독하기. 당사와의 파트너십에 관심이 있으시다면 다음과 같이 문의해 주세요. 온라인 문의.
