Research press release

【発生生物学】未熟な胎仔を子宮外で保育するための装置

Nature Communications

Developmental biology: Supporting premature animal development outside the womb

母体外の人工子宮の中で超未熟仔のヒツジを保育するシステムが実証された。このシステムでは仔ヒツジの成長が4週間にわたって維持され、子宮外装置によって動物の機能が安定的に維持される最長記録となった。この研究成果を報告する論文が掲載される。

妊娠23週以降の未熟なヒト胎児の生存率は、質の高い新生児集中治療によって向上してきているが、超未熟状態が新生児の死亡と罹病の主たる原因の1つであることに変わりはない。これに対し、超未熟な新生児の妊娠週数を延長できる体外システムを設計する試みは成功していなかった。

今回、Alan Flakeたちの研究グループは、臍帯のインターフェースを介して酸素供給回路を組み込んだポリエチレンフィルム袋による閉鎖した人工的液体環境を開発して子宮内環境を模倣し、超未熟なヒツジ(妊娠23~24週のヒト未熟児と生物学的に同等)を使って、このシステムを検証した。Flakeたちは、4週間の研究期間において、この子宮外システムに置かれた仔ヒツジの血液ガス値と胎児循環が安定しており、正常な成長(肺の成熟と脳の成長)が見られたことを明らかにした。ただし、このシステムでの「培養」期間後の仔ヒツジの成長に関するデータは示されておらず、今回の論文には、このシステムを使った発育の長期的影響に関するデータはない。

過去に発表された技術では、胎仔の生存期間は数日だったが、今回の研究では、それより長い期間の生存が達成された。さらに重要な点は、ヒツジ胎仔の正常な生理機能が維持されたことであり、これが子宮外で実現されたことはなかった。ただし、このシステムをヒトに応用することを検討する前に若干の問題を解決する必要がある。例えば、ヒトの未熟児はヒツジよりもかなり小さいため、ヒトのための装置を特別に開発する必要があると考えられ、この装置と新生児を臍帯によって接続できない可能性があり、さらにはヒト胎児のための理想的な「羊水」を開発する必要がある。また、このシステムによって成長した新生児の長期的な健康についても明らかになっていない。

A system that supports extremely premature lambs in an external artificial womb is demonstrated in Nature Communications. The lambs were supported for four weeks, which is the longest time an extra-uterine device has been shown to maintain stable animal function.

Although the survival of premature human fetuses from 23 weeks of age has been improved by good neonatal intensive care, extreme prematurity is still a leading cause of neonatal mortality and morbidity. However, attempts to design an extracorporeal (out of the body) system that can extend gestation in very premature neonates have not been successful.

Alan Flake and colleagues have developed a closed fluid artificial environment comprising of a polyethylene film bag that incorporates an oxygen circuit via an umbilical cord interface, which mimics the intra-uterine environment. They test the system with extremely premature lambs (biological equivalent of the 23-24 week gestation premature human infant). The authors show that with this extra-uterine system, the lambs have stable blood gas/fetal circulation over the four week study period, and also showed normal development, which included lung maturation and brain growth. Further data on development of the lambs after this incubation period are not available. Therefore, this study lacks data on the effect of such incubation longer term.

This study achieves prolonged survival of the fetuses compared with some previous technologies, which only allowed an animal to survive for a few days. More importantly, these animals maintain normal fetal physiology, which has never before been achieved outside of the womb. A number of issues need to be resolved before application of this system can be considered in humans. For example, the human premature infant is much smaller than the lamb and a specific device for the human would need to be developed, the connection of the device to a human neonate via the umbilical cord may not be possible; the ideal “amniotic” fluid to give to a human fetus would need to be developed and there is no clear outcome on long-term health after such incubation.

doi: 10.1038/ncomms15112

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度