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人源類腦組織造出“跨物種整合”模型,有助改善研究,探索未知疾病

發(fā)布時間:2022-10-31來源:科技日報點擊:返回列表

       英國《自然》發(fā)表的一項神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),人干細胞來源的類腦組織能與新生大鼠的大腦整合,還會影響其行為。研究結(jié)果或能提高人們構(gòu)建人類神經(jīng)精神疾病實際模型的能力。

 
       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。

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