這個“迷你大腦”是由真實的組織制成的,它具有巨大的潛力
科學(xué)家們已經(jīng)找到了一種方法,在實驗室中構(gòu)建微型人腦模型時跳過一些最具挑戰(zhàn)性的步驟。
而不是哄騙干細胞為了增殖到數(shù)百萬個細胞并生長成不同類型的細胞,如神經(jīng)元,荷蘭的研究人員已經(jīng)設(shè)法開發(fā)出大腦類器官直接來自胎兒腦組織。
由此產(chǎn)生的自組織結(jié)構(gòu)大約是一粒米的大小。雖然它不是一個真正的器官(它沒有思想、情感或意識),研究人員希望它能被證明是治療腦部疾病和障礙的有價值的模型,尤其是在兒童中。
“通過我們的研究,我們正在為類器官和大腦研究領(lǐng)域做出重要貢獻。說漢斯·克萊弗斯(Hans Clevers),Hubrecht研究所和馬克西瑪公主中心(Princess Máxima Center)類器官研究的先驅(qū)。
“到目前為止,我們能夠推導(dǎo)出類器官來自大多數(shù)人體器官,但不是來自大腦——我們現(xiàn)在也能夠跳過這個障礙,這真的很令人興奮。
胎兒腦組織通常是從選擇性墮胎中獲得的,其在科學(xué)研究中的倫理允許因國家而異,一些國家完全禁止其使用,而另一些國家,如荷蘭,則允許其使用嚴(yán)格限制。
鑒于胎兒組織可用性低,科學(xué)家們以前只用干細胞培養(yǎng)出人類的“迷你大腦”。
但與自發(fā)成熟到終點的細胞衍生類器官不同,組織衍生類器官反映了一種天然的、固定的發(fā)育狀態(tài),可以維持相當(dāng)長一段時間。
在荷蘭,馬克西瑪公主兒科腫瘤中心和Hubrecht研究所的研究人員與生物倫理學(xué)家密切合作,設(shè)計了他們的方法。
最終,該團隊能夠哄騙胎兒腦組織的小片段在培養(yǎng)皿中自組織,從而創(chuàng)建具有各種細胞類型的三維分層結(jié)構(gòu),包括神經(jīng)元和支持細胞,稱為放射狀膠質(zhì)細胞。
放射狀膠質(zhì)細胞是一個特別令人興奮的發(fā)展,因為這些是人類特有的特征,在嚙齒動物模型中沒有復(fù)制。
更好的是,大腦類器官繼續(xù)對一些與活體大腦相同的化學(xué)信號做出反應(yīng),并且存活了六個多月。
相比之下,由干細胞制成的大腦類器官可以勉強超過80天.
Clevers和他的同事們甚至能夠?qū)λ麄兊念惼鞴龠M行基因操縱,使其類似于癌性腫瘤,并在其上測試藥物。
研究小組懷疑他們的成功至少部分歸因于腦組織可以產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。這些關(guān)鍵的蛋白質(zhì)為腦細胞創(chuàng)造了支架,使它們能夠自組織成三維結(jié)構(gòu)。
“我們新的組織衍生大腦模型使我們能夠更好地了解發(fā)育中的大腦如何調(diào)節(jié)細胞的身份。說貝內(nèi)代塔·阿特吉亞尼(Benedetta Artegiani),馬克西瑪公主中心(Princess Máxima Center)研究小組負責(zé)人。
“它還可以幫助理解該過程中的錯誤如何導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育疾病,如小頭畸形,以及其他可能源于發(fā)育脫軌的疾病,包括兒童大腦癌癥."
該研究發(fā)表在細胞.
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