医学部 解剖学Ⅰ
八田 稔久 教授
Toshihisa Hatta
「透明骨格标本」とは、骨だけを染色し、肉质を透明にした生物标本です。教科书で写真を见た、理科室で実物を见た、あるいは自分で作製したことがあるという人もいるかもしれません。生物标本の透明化は100年以上の歴史がある技术です。一方で近年は顕微镜の进化に伴い、组织を透明化して3次元で観察するための新技术が多数提案されています。八田教授の研究室にも、マウス、ゼブラフィッシュ、カエル、アカムツ、カブトムシなど、独自の技术で透明化した标本が并んでいます。それだけでなく、研究室レベルでヒトの脳の完全透明化にも成功したそうです。八田教授はこの透明化技术を、医薬品开発のスピードアップをはじめ、子どもたちの理科教育、そして最先端の生命科学研究に役立てていきたいと话します。
骨だけを染色し、他の组织を透明にした透明骨格标本は、解剖学、発生学、分类学の研究で利用されるほか、アート作品として制作、展示されることもあります。
组织透明化には、目的によってさまざまなアプローチがありますが、私たちが主な対象にしているのは医薬品开発の安全性试験です。
医薬品を开発する际は、胎児への影响を调べるために、ラットやウサギの胎児の透明骨格标本を作製し、骨格を観察します。医薬品を世の中に出せるかどうかを判断する重要な试験ですから、膨大な検体数を扱います。しかも手作业で皮肤や脂肪、内臓などを取り除く必要があり、1匹の标本が完成するまでに约1か月かかります。この试験が、新薬开発プロセス全体のボトルネックとなっている现状があります。
私たちが开発した「搁础笔法」は、解剖は不要で、数种类の试薬に次々に浸していくだけで、组织を丸ごと透明化できる技术です。これはゼブラフィッシュですが、眼球も完全に透明になっていて、その奥の细かい骨のつなぎ目まではっきり见えるでしょう？
透明化にかかる时间は、ラットやウサギの胎児なら最短5日と、従来法に比べ大幅に短缩しました。単纯なプロセスなので、新薬开発の动物试験の自动化や大量処理も可能です。透明度が非常に高いのも特徴で、将来的に胎児への影响の検出を础滨で自动化することも考えられます。
医薬品开発の先には、新しい薬を待つ患者さんがいます。现在は搁础笔法の事业化を目指し、公司との共同研究を通じて现场での条件设定を検讨しているところです。最终的な目标は搁础笔法が「翱贰颁顿テストガイドライン」に収载され、世界中で使われるようになることです。
もうひとつ、搁础笔法を発展させ、さらに高い透明度が得られる透明化技术として「颁尝础笔法」を开発しています。颁尝础笔法を用いると、マウスの脳なら数时间で透明化できますし、これまで透明化は难しいとされてきたヒトの脳を、ガラスのように完全透明化することにも成功しています。脳の全细胞の3顿画像化を目指し、研究を进めているところです。
搁础笔法は狙って研究していたわけではなく、２つの失败が重なって生まれました。解剖学滨讲座では、2013年から2025年にかけて、独立行政法人日本学术振兴会の支援事业として「ひらめき☆ときめきサイエンス～ようこそ大学の研究室へ～碍础碍贰狈贬滨金沢医科大学プログラム」を开催しています。そこでメダカの透明骨格标本作りに取り组もうと、１日で完成させられる方法を学生と一绪に検讨していたところ、学生が别々の工程で使うはずの试薬を全部混ぜ、そこにメダカを入れてしまったんです。私も実験中であることを忘れており、お互いに"うっかり"に気づいたのは3时间后。バラバラになっているだろうという予想に反し、メダカは美しく透明化されていました。その出来事がヒントになり、搁础笔法の开発がスタートしました。
颁尝础笔法は、研究室で着想を得たわけではなく、自宅で妻が漂白剤を使って扫除しているのを手伝っていてはっとひらめき、透明化试薬の开発の糸口を得ました。いわば偶然です。
これは学生にも言っていることですが、「よく见ること」が大事。よく见ることで、失败や何気ない物事から新しい発见が生まれることがあります。
理科教育ではすでに活用されており、「ひらめき☆ときめきサイエンス」で搁础笔法を使ってメダカの透明骨格标本の作製を行うほか、ライセンス契约を结ぶ公司が、小中学校向けの透明骨格标本作製キットを製品化し、贩売しています。
搁础笔法と颁尝础笔法を组み合わせると、神経回路や脳の构造、病态などの顕微镜観察が可能になりますから、最先端の医学、生物学の研究に新しい知见をもたらせるのではとも期待しています。
一方で、自然科学の本质的な理解につながる研究を大切にしたいという思いもあります。个人的にキャンパス周辺で捕まえた昆虫を透明化して内部构造を観察してみることもありますし、研究テーマとしては、霊长类の脳透明化?全细胞记述と、ヒトとの比较研究を计画しています。私は幼い顷から生き物が好きで、高校时代は「将来はアフリカでゴリラの生态研究をしよう」と梦を膨らませていました。ゴリラ研究という研究者としての原点への回帰も视野に入り、ワクワクしています。
组织透明化技术（搁础笔&颁尝础笔）を用いた「透明カマキリの上半身」
第7回サイエンスフォトコンテスト（科学技术団体连合主催、文科省共催）の一般部门サイエンス赏を受赏。
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日本先天異常学会評議員、内閣府食品安全委員会専門委員（生殖発生毒性）、日本解剖学会学術評議員、日本先天異常学会理事、日本解剖学会 Anatomical Science International 編集委員
