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がん細胞を可視化に成功

阪大の石井優教授らは破骨細胞の可視化に成功。 
世界的にも独自の「骨の中の生きたままでのイメージング系」を駆使した新しい研究展開が進み、関節リウマチや骨粗鬆症,がんの骨転移に対する理想的治療法開発に光があたる。
大阪大学免疫学フロンティア研究センターの石井優教授らの研究グループは、特殊な顕微鏡を使って、生きたままで骨の内部を観察することに成功し、破骨細胞が実際に骨を壊していく様子を、リアルタイムで可視化することに世界で初めて成功した。
この研究背景として、骨粗鬆症や関節リウマチ、がんの骨転移などの病気では、骨が異常に壊されていくことがある。これらの病態で骨を壊している細胞が、「破骨細胞」と呼ばれる特殊に分化したマクロファージ。これまでの研究において、骨が壊されている部位に破骨細胞が集まっていることが確認されていたが、それらの細胞がどのようにして硬い骨を壊しているのかについては不明だった。
この可視化により、「骨の表面にヒルのように強力に貼りついて骨を壊している破骨細胞(R型と命名)」と、「骨の表面でアメーバのように動き回っていて骨を壊していない破骨細胞(N型と命名)」の2種類の細胞が存在し、破骨細胞はR型とN型を短い時間で遷移していることも分かった。
さらに、骨粗鬆症などの状態では、破骨細胞の総数だけでなく、R型の数が増えていることや、治療薬(ビスホスホネート製剤)を投与すると、破骨細胞の総数が減るだけでなく、N型が増えることで骨の破壊が抑えられることが分かった。
さらに、関節リウマチなどの骨破壊に関与すると言われていたTh17という炎症性T細胞は、骨の表面で破骨細胞に接触し、N型をR型へと変換させることで骨の破壊を引き起こすことが、実際のライブイメージングで解明できた。
実は、破骨細胞には骨を壊す働きだけではなく、骨芽細胞という骨を修復する細胞を活性化する作用もあり、現在の治療薬で破骨細胞の総数を減らすと骨の修復ができなくなり、逆に骨が脆くなってしまうことが大きな問題点となっている。
今回成功したライブイメージング系は、破骨細胞の総数は減らさずに、R型からN型に変化させる理想的な薬を今後開発していく上で、極めて重要な研究成果である。
骨は極めて硬い組織で光をほとんど透過させないので、生きたままの状態で内部を観察することは不可能であると考えられてきた。
これまでの骨の研究では、骨を取り出して、固いナイフで薄く切って組織標本にして観察していた。当然だが、このようにして解析すると、細胞 の形は残っているが、すでに死んでいるので動きがない。当研究では、2光子励起顕微鏡という特殊な光学顕微鏡をうまく利用することにより、骨の内部・骨 髄腔を生きたままの状態で観察すること(=骨髄腔内の「非破壊検査」)に世界に先駆けて成功した。これによって、今まで謎めいていた骨髄の中の生命現象が、手に取るようにリアルに分かってきた。
骨の中は様々な免疫細胞・血液細胞が誕生し、分化して機能する場である。また、転移性のがん細胞の隠れ場所でもある。骨の中を生きたままで解析することで、免疫学・血液学のみならず様々な生命科学の分野において今後も様々な研究成果が期待される。

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