テレサ・ウッドラフは普通の研究者ではない。ノースウェスタン大学の生殖生物学者であるとともに、がん患者が生殖能力を維持するための治療を指す造語「oncofertility」（がんを意味するoncoと、受胎能力を意味するfertilityの組み合わせ）の生みの親でもある。そして、今では、「生体機能チップ」という最新技術を使って、女性ホルモンの動態を初めてモデル化した女性として注目を集めている。

生体機能チップは、臓器の機能を再現する手のひらサイズのチップだ。創薬などの際に、動物や人工臓器による実験より経過を可視化しやすく、人間の身体に近い結果を得られ、効率がよいとして開発が進められている。米国政府は研究者に対し、国防高等研究計画局（DARPA）や国立衛生研究所（NIH）を通じて過去5年間で1億ドル（約111億5000万円）以上を助成金として交付した。

ウッドラフは2017年3月28日、学術論文の投稿サイト『Nature Communications』で、女性生殖器の生体機能チップ「Evatar」（イヴァター）を製作し、生理周期の再現に初めて成功したと発表した。ヒトとマウスの組織を併用しているが、人間と同様に28日周期でホルモンを分泌するという。

Evatarの外見は、高校の保健の教科書に載っているような解剖図とは似ても似つかない。立方体とダイヤ型の透明なプラスティック容器が基板にねじ止めされ、血液を模した青い液体が行き来する。容器は順にミニ卵巣、ミニ卵管、ミニ子宮、ミニ子宮頚で、最後に薬の代謝を担うミニ肝臓へと続く。

“血液”にはエストロゲンやプロゲステロンなどのホルモンが含まれ、基板につながるコンピューターで管理されている。研究チームは随時、サンプルを採取して数値を測定する。「これまで2つの器官までなら培地上で測定できましたが、5つ同時に1カ月連続で測定した例は聞いたことがありません」と、ウッドラフは言う。

“ミニ臓器”をレゴのようにはめ込む「マイクロ流体技術」

Evatarの製作にあたり、ウッドラフは5年近くかけて20人以上の共同研究者の協力を仰ぎ、エキスパートチームを結成した。子宮と子宮頚を担当したのは、ノースウェスタン大学の同僚、ジュリー・キムとスピロ・ゲツィオス。イリノイ大学シカゴ校のジョアンナ・バーデットは卵管を、ウッドラフ自身は卵巣をつくった。肝臓だけは既製品パーツを使用した。マウスの組織を使ったのは卵巣で、他のミニ器官は婦人科疾患で手術を受けた女性の組織でつくり上げた。

組織が自律的に成長するまでには、2年かかった。接合には「マイクロ流体技術」を用いている。マサチューセッツ州ケンブリッジのチャールズ・スパーク・ドレイパー研究所が開発した技術で、板状の基盤に最大12種の異なるミニ臓器をレゴのようにはめ込める。

ドレイパー研究所の生物医学チーフエンジニアのひとり、ジェフリー・ボレンスタインによれば、成功の秘訣は「1種類の代用血液ですべての組織を活性化させたこと」。すでに、アストラゼネカをはじめとする複数の製薬会社から、薬剤試験に応用できないかと打診を受けているという。

ウッドラフの研究チームは、すでに次の目標に向かっている。Evatarを心臓や膵臓といった他のミニ器官とつなぎ、ホルモンの影響を受けた薬がどのように働くかを解明したいという。人体の内部では、ホルモンが常に介在しているからだ。ウッドラフは語る。

「わたしたちはこれまで、ヒトの生理機能の複雑さを前に、手も足も出せずにいました。生体機能チップは、女性の生殖器だけでなく、ヒトの生体システムの研究方法そのものを劇的に変えると思います」。

これまで妊娠した女性は倫理的な理由から新薬の治験に参加できなかったため、特に女性の内分泌系と薬の相互作用についてはまったく分かっていない。そのため、子宮内膜症や子宮筋腫、子宮・子宮頚・卵巣のがんなどは併せて15％の米国人女性が発症するにもかかわらず、適切な治療法が確立されていない。まずは、生命を育む器官の研究方法がようやく手に入ったというだけでも、滑り出しは上々といえるだろう。