人干細胞培養(yǎng)的大腦類器官是一種很有潛力的平臺，可以模擬人類發(fā)育和疾病。然而，體外生長的類器官缺少在真實有機體中存在的各種連接，這會限制類器官的成熟，讓它們無法與其他控制行為的神經(jīng)環(huán)路整合，因而會影響類器官模擬具有遺傳復(fù)雜性和行為特征的神經(jīng)精神疾病的能力。之前的研究試圖將人腦類器官植入成年大鼠的大腦，但這些細胞在植入后無法完全成熟。

 

用熒光蛋白標記的人類類腦在大鼠的大腦中。 

圖片來源：斯坦福大學(xué)

 

      來自干細胞的重建人類神經(jīng)元，在培養(yǎng)皿中維系并移植到大鼠大腦皮層中。

 

圖片來源：斯坦福大學(xué)

 

       美國斯坦福大學(xué)研究團隊此次將人腦類器官植入新生大鼠大腦的體感皮層中，體感皮層是負責從全身接收和處理感覺信息的腦區(qū)，包括觸覺。他們發(fā)現(xiàn)，該類器官能發(fā)育成熟，部分能與神經(jīng)環(huán)路整合，并在大鼠大腦中具有功能性。這種整合讓研究人員能在人細胞的活動與動物習(xí)得行為之間建立關(guān)聯(lián)，證明植入的神經(jīng)元可以調(diào)節(jié)大鼠的神經(jīng)元活動，并能誘導(dǎo)追求獎賞的行為。

 

       此外，在研究人員轉(zhuǎn)動大鼠胡須時，該類器官中的一組神經(jīng)元出現(xiàn)了活動跡象，說明植入的神經(jīng)元能對感覺刺激產(chǎn)生反應(yīng)。他們還發(fā)現(xiàn)，在植入來源于3名蒂莫西綜合征（一種與心臟問題有關(guān)的嚴重遺傳病）患者的細胞時，特定的神經(jīng)元缺陷會被凸顯出來，說明這種植入技術(shù)能揭示之前未知的疾病特征。

 

       研究團隊表示，該技術(shù)或能作為一種很強大的資源，補充對人腦發(fā)育和疾病的實驗室研究。進一步研究有望讓人們利用患者來源的細胞，揭開本來無從了解的疾病特征。