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人体を構成する約100兆個の細胞があります。新しいメガサイエンスの取り組みでは、80の既知の臓器からの200種類以上の細胞をそれぞれカタログ化して画像化し、これらの細胞で活性な遺伝子を特定します。
この新しい取り組みは、1990年代から2000年代初頭に生物学を巻き込んだHuman Genome Projectの後継者です。現在、科学者たちは、人体全体の細胞マップを作成するという、ヒューマンバイオモレキュラーアトラスプログラム（HuBMAP）という新しいエキサイティングな挑戦を思いつきました。フロリダ大学は、5つの参加組織マッピングセンターのうちの1つです。ここUFセンターでは、胸腺、リンパ節、および脾臓のマッピングを担当しています - 免疫システムのすべての重要な要素です。
私は約35年間1型糖尿病、または若年糖尿病を研究してきました、そして私はUF糖尿病研究所の他の同僚と一緒に、病気を予防しそして治療する方法を見つけることを試みています。何が1型糖尿病を引き起こすのかわからなかったので、これは最近まで困難でした。
組織マッピングセンターとしての私たちの目標は、独特の種類の細胞、それらが産生するタンパク質、およびどの遺伝子が作動するかを特定し、各臓器の仮想3次元モデルを構築することです。この地図は1型糖尿病を含む多くの病気の研究に役立つでしょう。
1型糖尿病の原因を理解することが重要なのはなぜですか？
1型糖尿病はいわゆる「自己免疫疾患」であることがわかっています。1型糖尿病では、「Tリンパ球」として知られる免疫細胞が、インスリンの産生を担う膵臓ベータ細胞を破壊し、糖レベルを調節すると考えられています私たちの血の中
10年以上前、私は病気を予防し治療することができなかったことに失望して、私は1型糖尿病の臓器提供者と病気のない臓器提供者からヒトの膵臓を集めるイニシアチブを始めました。後者のグループは、「正常な」健康な膵臓を理解するために集められました。今日までに、我々は500人以上の個人から膵臓を集めました。私達はこれらのティッシュを世界21カ国の約230のプロジェクトに配布しました。この努力の結果は、この病気がどのように発症するかについての我々の理解を書き換えた新しい発見をもたらしました。
米国だけで年間約25,000人の1型糖尿病と診断された患者は、生存し、失明、腎臓病、しびれ、四肢などの長期の医学的合併症を発症する危険性が高いため、毎日のインスリン注射に一生頼っている切断および心血管疾患。今日、米国では約125万人がこの疾患に罹患していると推定されています。
これらの合併症が病気を患っている人のために動揺しているように、おそらくさらにもっと困難なのは、病気を抑制するために管理または考慮しなければならない多くの日常生活要因です：炭水化物の監視、運動の推定、血糖値の評価、およびインスリンの投与高血糖値と低血糖値の両方を避けるために。これらは日常的な病気に関連した課題のほんの一部を表しています。
これらの理由のために、UF糖尿病研究所における我々の共同研究努力の目的は、何がこの疾患の原因であるかを理解することである。それを知っていれば、誰が危険にさらされているかを予測し、病気の進行を防ぐ方法を特定し、そして根治療法を開発することができます。
なぜこれらの臓器を研究するのですか？
１型糖尿病は、未知の理由で免疫系がそれ自体に反する、８０を超える既知の自己免疫疾患のうちの１つに過ぎない。自己免疫を超えて、免疫応答は癌や感染症との闘いの観点からも健康にとって重要な要素です。膵臓と1型糖尿病を研究してきた私たちの経験から、マッピングを通してこれらの設定のそれぞれにおける免疫の役割を理解することにおいて大きな進歩を見ています。それは免疫システムがどのように機能するかについての深い飛び込みを可能にするでしょう。
健康な個体では、T細胞は感染または癌細胞に反応するときにのみ活性になります。しかし、自己免疫疾患の素因のある人では、特定のT細胞が「自己」タンパク質によって誤って活性化され、健康な組織を破壊する可能性があります。
癌や感染症のような他の状況では、免疫系は効果的であるために十分な堅牢な反応を提供することができません。あるいは免疫系の細胞が無制限に増殖し、リンパ腫や白血病のような血液やリンパ系の癌を引き起こします。これが、胸腺、脾臓、およびリンパ節が、健康なヒトの免疫システムを研究している人にとって関心のある組織である理由です。研究者は、これらのすべての臓器の健康的なベースラインを理解して、自己免疫疾患、癌、および感染症につながるような、事態がいつ誤動作し変化し始めるかを認識できるようにする必要があります。別の言い方をすると、我々は最初に人間の寿命全体を通して正常なリンパ系を構成するものを理解する必要があります。
法線の定義が重要な理由
あなたは、私たちがどこでこれらの正常な細胞を正確に得ているのか疑問に思うかもしれません。過去11年間に実施したように、家族や法執行機関がインフォームド・コンセントを提供した後、私たちは臓器調達組織を通じて死亡した臓器提供者から移植グレードのヒト組織を入手します。悲しみの時に考えれば、脾臓、胸腺、およびリンパ節の場合にはこれらの貴重な解剖学的贈り物は、救命移植処置には使用できないため、科学的調査および発見には他に類のない資源を提供します。
「正常」と見なされる - 既知または観察可能な病理に影響されない - 組織のみがこれらの初期試験に含まれる。私達は幼児から大人まで70歳までの範囲のドナーから組織を集めます。私たちはこれが年齢がどのように各器官のすべての細胞の種類と健康を変えるかについての洞察を提供することを願っています。
フロリダ大学糖尿病研究所では、細胞および分子生物学者、臨床リンパ試料を研究する血液病理学者、生物医学エンジニア、免疫学者などを含む集学的チームがHuBMAPプログラムに協力します。確かに、UF組織マッピングセンターは最先端の顕微鏡とデータ収集の専門家の世界的なネットワークと広範囲に協力するでしょう。
私たちは、神経、血管、支質として知られる支持組織、免疫組織を特徴とする数十種類のタンパク質やRNA分子を、8種類の顕微鏡を使って検出するイメージングパイプラインを確立しています。
HuBMAPの最初の2年以内に、我々は11人の臓器提供者からの脾臓、胸腺、およびリンパ節をマッピングすることを計画しています。
得られたデータは、新しい細胞型、分子および細胞構造、細胞間相互作用、ならびに人体の解剖学および生理学におけるそれらの機能的意義を明らかにすると予想されます。それゆえ、高解像度の３次元ヒト生体分子アトラスプログラムは発見を容易にすると期待される。
私が人生の50代後半を迎えるにつれて、病気に冒されている同僚、友人、そして家族の数は年々増加しています。私も最近祖父になりました。私たちが提案したことが、現在と将来の両方の世代にとって、人間の健康に劇的な影響を与えると思います。それはレガシーギフトになります。
この記事は、もともとMark AtkinsonによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。