細胞生物学のためのマイクロスケールのエンジニアリング

ジョエル・ゴールドマン。私はMITで電気工学とコンピュータサイエンスの准教授をしています。ここに来て5年になります。

そして一般的には、細胞生物学に適用されるマイクロスケールのエンジニアリングを組み合わせて取り組んでいます。私たちの研究は、主に2つの分野に焦点を当てています。1つは、一般的に細胞サイトメトリーで、細胞を選別するためのマイクロスケールのプラットフォームを作成するようなことをしています。

その多くは、顕微鏡検査後に選別できることに基づいているため、さまざまな細胞を画像化して分離したり、細胞タイプAと細胞タイプB、刺激Cにさらされた細胞タイプ、それらのタイプの機能に関して所定の細胞配列を作成できることに基づいています。そして、研究室の残りの半分は、幹細胞生物学のためのマイクロテクノロジーに焦点を当てています。そして、そこでの主な焦点は胚性幹細胞であり、主に自己再生に注目しています。

そして、私たちはいくつかの異なることを行います。私たちは、液体の灌流を使用して拡散性シグナル伝達をより適切に制御しようとするマイクロ流体培養を行っています。そして、コロニーの相互作用を制御できるように、コロニーのパターン化を行います。

そして、細胞のパターニングを行い、そこで登場するのがバイオフリップチップで、これは基本的に単一細胞を輸送し、EMを定義された構成に配置する方法です。プレート上でemを研究することは、素晴らしいアプローチであり、私たちは過去25年間でプレート上で物事を行うことで幹細胞生物学について多くのことを学ぶことができました。つまり、これは素晴らしいアプローチであり、うまくいくのであれば、やるべきだということです。

しかし、細胞の長さスケールまで制御する追加の制御が重要な場合があります。そして、in vivoでの発生がどれほど厳密に制御されているかを考えると、細胞が誰と話し、細胞が何に座り、細胞が何を浴びるかを、細胞のスケールで時間依存的に制御できることが、組織の発生にとって重要になることは想像に難くありません。形態形成、これらのタイプのイベントは、何かが起こっている理由の基本的な生物学を本当に理解するための治療法を開発しているのであれば素晴らしいことです。

ですから、私たちのデバイスの多くは、なぜ細胞はなのか、なぜ胚性幹細胞は自己再生を決定するのか、といった基本的な疑問を解き明かすことができるようになっています。自己再生と差別化。また、生産規模を拡大しようとする場合、その規模拡大にどのような要素が重要であるかを理解する必要があるという問題もあります。

例えば、バイオフリップチップでは、どのような状況で、どのように細胞を増殖させる必要があるのか、興味のあるものを最大限に引き出すためには、この未分化のプレーティング効率など、さまざまな問題が提起され始めています。つまり、このような問題です。そして3つ目は、マウスのIC幹細胞がヒトのIC幹細胞となぜ異なるのかという一連の質問です。

それらはどのように異なりますか?それは文化的な人工物ですか?それは基本的なことですか?

これらのタイプの質問。今後5年から10年の間に、胚性幹細胞に由来する新しい治療法が実際に生まれ始めると思いますが、これはまだ示されていないと思います。しかし、最近発表されているリプログラミングに関する作業や、人々が到達できるエンドポイントのいくつかは非常に印象的です。

ですから、数年前なら20年先だと言っていたと思いますが、今では5年から10年近くになっていると思います。