科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種研究方法，可以更詳細(xì)地檢查涉及某些神經(jīng)和精神疾病的大腦過程。這是通過在培養(yǎng)物中培養(yǎng)人類皮質(zhì)類器官并將它們插入發(fā)育中的嚙齒動物大腦來觀察它們?nèi)绾坞S著時間的推移整合和發(fā)揮作用來實(shí)現(xiàn)的。該研究發(fā)表在《自然》雜志上。
“這項(xiàng)工作在科學(xué)家研究復(fù)雜人類大腦疾病的細(xì)胞和電路基礎(chǔ)的能力方面取得了重大進(jìn)展。它允許類器官在更具生物學(xué)相關(guān)性的環(huán)境中‘連接’，并以它們無法做到的方式發(fā)揮作用。培養(yǎng)皿，”NIMH 神經(jīng)科學(xué)和基礎(chǔ)行為科學(xué)部發(fā)育和基因組神經(jīng)科學(xué)研究處處長 David Panchision 博士說。
加利福尼亞州斯坦福大學(xué)斯坦福大學(xué)的研究人員 Sergiu Pasca 及其同事證明，從人類干細(xì)胞培養(yǎng)的皮質(zhì)類器官可以移植并整合到發(fā)育中的大鼠大腦中，以研究某些發(fā)育和功能過程。研究結(jié)果表明，移植的類器官可能為研究與疾病發(fā)展相關(guān)的過程提供了有力的工具。
研究人員有時會使用皮質(zhì)類器官——人類干細(xì)胞的三維培養(yǎng)物，可以反映典型大腦中的一些發(fā)育過程——作為研究人類大腦某些方面如何發(fā)育和功能的模型。然而，皮質(zhì)類器官缺乏典型人類大腦中的連通性，限制了它們在理解復(fù)雜大腦過程方面的有用性。研究人員一直試圖通過將單個人類神經(jīng)元移植到成年嚙齒動物大腦中來克服其中的一些限制。雖然這些移植的神經(jīng)元與嚙齒動物的腦細(xì)胞相連，但由于成年大鼠大腦的發(fā)育限制，它們并沒有完全整合。
在這項(xiàng)研究中，研究人員團(tuán)隊通過將完整的人類皮質(zhì)類器官移植到發(fā)育中的大鼠大腦中，推進(jìn)了大腦類器官的研究。該技術(shù)創(chuàng)建了一個可以檢查和操作的人體組織單元。研究人員使用了之前在 Pasca 實(shí)驗(yàn)室開創(chuàng)的方法，利用人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞制造皮質(zhì)類器官——這些細(xì)胞來源于成人皮膚細(xì)胞，這些細(xì)胞已被重新編程為未成熟的干細(xì)胞樣狀態(tài)。然后，他們將這些類器官植入大鼠初級體感皮層，這是大腦中參與處理感覺的一部分。
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