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【前沿】美国科学家成功培育出离体“迷你大脑”

 CBG资讯公众号 2020-08-19

斯坦福大学的研究者们使用人类皮肤细胞成功培育出了两个“离体”前脑,其直径约十六分之一英寸(约0.16厘米),其发育水平与子宫中两个月的婴儿大体一致,这一研究虽然旨在研究和治愈脑部疾病如癫痫、自闭症等,但其目前在学界评价不一。

前脑组织(来源:dailymail)

干细胞技术培育“迷你大脑”

这种新型“迷你大脑”是一种在实验室条件下培养出的三维微型组织。科学家利用诱导多能性干细胞(iPSC)技术,将成熟体细胞重编程成为多能性干细胞,以此培养出可以形成脑和神经系统的神经外胚层。神经外胚层组织碎片被放置在一个旋转生物反应器内,在有氧气循环和养分供给的环境下逐渐形成“类脑器官”。之后斯坦福大学的研究者们为其增添了2个前脑回路,哈佛大学的科学家则为其加装了人类视网膜。


“迷你大脑”透过一般神经网络发出电力脉冲以互相沟通,表现出的电活性和化学活性均与人脑相同。科学家希望可以通过“迷你大脑”实时观察癫痫发作时的状况,深入研究癫痫症的发病机制。他们还希望利用迷你大脑组织来检测目前的药物及新开发的药物对自闭症和精神分裂症的治疗效果,这对于药物开发也将带来巨大帮助。

实验室条件下培养出“迷你大脑”(来源:dailymail)

尚无法复制完全真实情况

一些学界专家认为,这项发表在《自然》杂志上的研究,意义在于“迷你大脑”能用来在体外模拟疾病、测试新药,甚至最终作为替代器官进行人体移植。

但目前这些由大量细胞簇聚而成的“类大脑”,虽然在很多方面能模拟真实结构,但某些与真实器官功能和发育紧密相关的结构特性至今还无法拥有,比如缺乏血管系统。因此,目前为止,一些谨慎的科学家认为,“迷你大脑”暂时还不能称为真实大脑的“缩小版”,仍然是微型和简单的模型。

一位使用“迷你大脑”研究寨卡病毒的美国约翰斯·霍普金斯大学神经学家认为,迄今为止,研究人员还无法赋予“迷你大脑”免疫系统,因此,在筛选药物时,无法完全复制完全真实的情况。

“迷你大脑”可以帮助理解阿尔兹海默氏症发生的原因和线索(来源:dailymail)

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