褐色脂肪細胞は、エネルギーを使用して熱を生産することができる特殊な細胞です。この特性により、肥満や2型糖尿病のような疾患の治療に有効なツールとして注目されています。しかし最近まで、褐色脂肪細胞組織（BAT）が前駆細胞からどのように発達するかの理解が限られていたため、この治療的潜在能力は制約されていました。
ブリガム・アンド・ウィメンズ病院の研究者らがリードする研究チームは、マウスにおける褐色脂肪細胞形成に至る一連の細胞シグナリングの手がかりを特定しました。次に、これらの手がかりを使用して、体外で効率的にヒトの褐色脂肪細胞を生産するプロトコルを開発しました。
研究者らは、胚性マウスにおける異なるタイプの組織の出現に関連するシグナルを特徴づけるために、シングルセルRNAシークエンシングに機械学習ツールを適用しました。この分析により、GATA6と呼ばれる転写因子の高い発現を示す、BAT形成に先行する一時的な発達段階が明らかになりました。チームは、ヒトのBAT前駆細胞でも同様の発現パターンを確認しました。
ヒト多能性幹細胞（hPSCs）にこれらのシグナルの順序を再現することで、それらを褐色脂肪細胞に変換しました。さらに、研究者らはこれらの細胞が機能的であることを示しました。体内の自然な条件を模倣する刺激にさらされたとき、それらは代謝を増加させて熱を生産することに反応しました。この研究は、体外でのヒトの褐色脂肪細胞の信頼性のある生産のためのモデルを提供します。
「褐色脂肪細胞を追加で移植することで、糖尿病や肥満が改善されることを示す前臨床モデルの研究が増えています」と、ブリガム病院の病理学部門およびハーバード幹細胞研究所（HSCI）の主要教員であるオリビエ・プールキエ博士（Olivier Pourquié, PhD）は述べています。「私たちの研究は、心血管代謝疾患の治療に向けた細胞療法戦略の開発に役立つ可能性があります。」
この研究に関する論文は、2023年11月6日にDevelopmental Cellに掲載されました。論文のタイトルは「Reconstructing Human Brown Fat Developmental Trajectory in Vitro（体外でのヒト褐色脂肪発達軌道の再構築）」です。
画像：褐色脂肪細胞 (Credit: Genetic Engineering and Biotechnology News; David Gregory and Debbie Marshall)
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