間欠的プロポフォール曝露によるヒト脳オルガノイドにおける神経発達の変化

科学分野:

• 神経科学
• 発生生物学
• 毒性学

背景:

• 妊娠中の麻酔投与は、胎児の脳発達に関する懸念を引き起こす。
• ヒト脳オルガノイド（HBO）は、これらの影響をin vitroで研究するためのモデルを提供する。

研究 の 目的:

• 断続的なプロポフォール曝露（IPE）がヒト脳オルガノイドの発達に及ぼす影響を調査すること。
• IPE後の神経発達およびシナプス遺伝子発現の変化を評価すること。

主な方法:

• H1胚性幹細胞由来のヒト脳オルガノイド（HBO）を、早期（in vitro 47-50日）または後期（in vitro 77-80日）の発達段階でプロポフォール（50 µM）に曝露した。
• オルガノイドを、マルチ電極アレイ記録およびRNAシーケンシングを使用して、in vitro 60日または90日で分析した。
• 神経毒性は、成長および乳酸放出測定によって評価された。

主要な成果:

• プロポフォール曝露はHBOにおいて神経毒性を誘導しなかった。
• 早期IPEは、後期IPE（in vitro 90日）では見られない効果である、in vitro 60日での神経活動の増加につながった。
• IPEは、自然な発達遺伝子発現パターンと一致して、神経発達およびシナプス機能に関連する遺伝子をアップレギュレーションした。

結論:

• 早期の断続的なプロポフォール曝露は、ヒト脳オルガノイドにおける脳成熟を加速させる可能性がある。
• これらの発見は、出生前の麻酔曝露が正常な胎児の脳発達軌道を変化させる可能性があることを示唆している。