|
演讲者：中国科学院神经科学研究所罗振革研究组孙新尧 各位老师同学，各位科学爱好者们，大家下午好。我是孙新尧，今天我为大家带来的题目是“类器官的前世今生”。
“我是谁？我从哪里来？到哪里去？”哲学的终极三问被万物之灵的人类问了上千年，却始终没有答案。《道德经》有云：所谓“道生一，一生二，二生三，三生万物”，我们今天不论道，我们从一个受精卵开始讲起。
一个受精卵也是通过一分二，二分四的方式进行分裂，而这颗小小的受精卵在诞生之初就已写好了伴随你一生的遗传程序，与你一同绽放在岁月的长河之中。 在受精卵分化过程中，每个细胞的基因活动模式决定了它的发展方向和最终身份，直至发育形成皮肤、肝脏、大脑等不同人体器官。 随着生命科学的发展，人类想要更好地了解自己，攻克各种疾病，已不能仅仅满足于在动物模型上试验，复制和重建人类器官成为科学家们想要迫切解决的问题之一。于是，类器官诞生了。所谓类器官就是有组织结构的3D器官模型，它培育自人胚胎干细胞，或诱导多潜能性干细胞，是一种高度未分化细胞，具有发育的全能性，能分化出成体人类的所有组织和器官。目前，科学家们已培育出人类肺部类器官、肝脏类器官、肠类器官、心脏早期发育模型等。 神经生物学家cajar曾说，只要大脑的奥秘不解，宇宙将永远是一个谜。那么，作为人类最引以为豪，又是最复杂最神秘的大脑，是否也能被重建呢？ 21世纪初，剑桥大学神经科学家Lancaster尝试从胚胎干细胞中创建2D模型的脑细胞时意外发现，这些细胞不贴壁，反而形成球形，漂浮在培养液中。她意识到这些细胞自发组成微型大脑，形成不同的大脑区域。 随后，约翰霍普金斯大学的Guo-LiMing实验室构建了仅包含前脑部分的、源于胚胎干细胞的类器官，其具有部分皮层分层结构。 2017年5月，Arlotta实验室在nature发文，运用单细胞测序方法识别出种类繁多的神经元和祖细胞，并发现可响应光刺激的具有自发活动的神经元网络。 然而分化的大脑类器官由于缺少血管细胞分布在脑室的内侧，所以处于中间位置的神经元会因为缺少氧气和营养物质而很快死亡。我们实验室对此开展了研究，目前已初步构建了血管化的类脑模型，我们将人多能干细胞分别向中胚层方向诱导形成血管，向外胚层方向诱导形成脑，并在培养至12天时融合在一起，使血管包围类脑器官，这或许将为我们解决脑部疾病等问题提供新的模型。 类器官的培养使人类在推动医学发展、认识自己的道路上更进一步，然而，科学技术的发展总是需要社会伦理进步的紧紧相随。这不由使我们联想起著名的思想实验“缸中之脑”，其实，早在几千年前，庄子就有过“梦为蝴蝶，翩翩然蝴蝶也，不知周之梦为蝴蝶与，蝴蝶之梦为周与”的思考。庄周与蝴蝶，不知谁是前世，谁是今生。如今脑类器官发展越来越成熟，缸中之脑或许将不再仅仅存在于科幻小说之中。近日已有多位科学家联名提出要为类器官培养建立伦理约束，这是社会文明的进步，也是科学有序发展的前提。让科学与文明并存，是我们每个科研人员应有的责任。 来源：中国科学院神经科学研究所 |
|
|
