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人類(lèi)干細胞培養的大腦類(lèi)器官是一種很有潛力的平臺,可以模擬人類(lèi)發(fā)育和疾病。然而,體外生長(cháng)的類(lèi)器官缺少在真實(shí)有機體中存在的各種連接,這會(huì )限制類(lèi)器官的成熟,讓它們無(wú)法與其他控制行為的神經(jīng)環(huán)路整合,因而會(huì )影響類(lèi)器官模擬具有遺傳復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(lèi)器官植入成年大鼠的大腦,但這些細胞在植入后無(wú)法完全成熟。
美國斯坦福大學(xué)研究團隊此次將人腦類(lèi)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(jué)信息的腦區,包括觸覺(jué)。他們發(fā)現,該類(lèi)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(dòng)與動(dòng)物習得行為之間建立關(guān)聯(lián),證明植入的神經(jīng)元可以調節大鼠的神經(jīng)元活動(dòng),并能誘導追求獎賞的行為。
此外,在研究人員轉動(dòng)大鼠胡須時(shí),該類(lèi)器官中的一組神經(jīng)元出現了活動(dòng)跡象,說(shuō)明植入的神經(jīng)元能對感覺(jué)刺激產(chǎn)生反應。他們還發(fā)現,在植入來(lái)源于3名蒂莫西綜合征(一種與心臟問(wèn)題有關(guān)的嚴重遺傳?。┗颊叩募毎麜r(shí),特定的神經(jīng)元缺陷會(huì )被凸顯出來(lái),說(shuō)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(shí)驗室研究。進(jìn)一步研究有望讓人們利用患者來(lái)源的細胞,揭開(kāi)本來(lái)無(wú)從了解的疾病特征。(記者張夢(mèng)然)
【總編輯圈點(diǎn)】
這次驚天動(dòng)地的“人鼠大腦結合”,最值得注意的一點(diǎn),是團隊觀(guān)察到當他們刺激該類(lèi)腦器官時(shí),可以訓練大鼠的獎勵相關(guān)行為,比如舔舐水等,而沒(méi)有接受移植的大鼠則不會(huì )有類(lèi)似的反應。這說(shuō)明:人腦類(lèi)器官已經(jīng)參與到了大鼠的“學(xué)習”中,而且人腦類(lèi)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(lèi)器官研究推向了全新高度,還意味著(zhù),一個(gè)更貼近現實(shí)的疾病研究系統正向人類(lèi)走來(lái)。
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