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人腦類器官有了“跨物種整合”模型 有助探索未知疾病

張夢然

英國《自然》發表的一項神經科學研究發現,人類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。研究結果或能提高人們構建人類神經精神疾病實際模型的能力。

人類干細胞培養的大腦類器官是一種很有潛力的平臺,可以模擬人類發育和疾病。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環路整合,因而會影響類器官模擬具有遺傳復雜性和行為特征的神經精神疾病的能力。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。

美國斯坦福大學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,包括觸覺。他們發現,該類器官能發育成熟,部分能與神經環路整合,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得行為之間建立關聯,證明植入的神經元可以調節大鼠的神經元活動,并能誘導追求獎賞的行為。

此外,在研究人員轉動大鼠胡須時,該類器官中的一組神經元出現了活動跡象,說明植入的神經元能對感覺刺激產生反應。他們還發現,在植入來源于3名蒂莫西綜合征(一種與心臟問題有關的嚴重遺傳?。┗颊叩募毎麜r,特定的神經元缺陷會被凸顯出來,說明這種植入技術能揭示之前未知的疾病特征。

研究團隊表示,該技術或能作為一種很強大的資源,補充對人腦發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。

【總編輯圈點】

這次驚天動地的“人鼠大腦結合”,最值得注意的一點,是團隊觀察到當他們刺激該類腦器官時,可以訓練大鼠的獎勵相關行為,比如舔舐水等,而沒有接受移植的大鼠則不會有類似的反應。這說明:人腦類器官已經參與到了大鼠的“學習”中,而且人腦類器官在它的宿主體內形成了合適、成熟的組織。這一成果不但將類器官研究推向了全新高度,還意味著,一個更貼近現實的疾病研究系統正向人類走來。

[責任編輯:賈小燕]

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