人类干细胞培养大脑 帮助理解神经疾病成因

2019-09-11 18:04:08来源:互联网



文/生医观点江盛之

根据《细胞》杂誌报导,美国科学家借助人类干细胞培育出一个3D「迷你大脑」,他们发现其在结构和功能上与目前广泛使用的2D模型更为接近真实的人类大脑。新模型将有助于科学家更好地理解大脑发育,以及阿兹海默症或精神分裂癥等神经系统疾病。

2013年,欧洲研究人员开发出了一种新方法,可在3D凝胶中生长胚胎脑细胞,并分化成类似真实大脑的多层脑细胞。这些3D模型称为脑组织(CO),根据Salk基因组分析实验室主任Joseph Ecker的说法,“能够将人脑细胞作为微型3D器官生长是一个真正的突破。”,然而,这些实验室培养的被称为类器官的迷你大脑与真实大脑之间在功能上的差异并不明确。

直到和这份最近在「细胞」杂誌上发表的研究报告之前,没有人知道这些CO模仿真正的大脑是多么的準确。美国索尔克研究所基因分析实验室主任Ecker教授说,有了在结构上最为接近实际大脑的模型,科学家就能通过观察其遗传和表观遗传特征来寻求其最为接近实际大脑的功能。Salk 研究所对大脑发育早期阶段的类器官与相同阶段的真实大脑组织进行了比较。研究人员发现,在细胞获得的分化度上,类器官要比二维模型更为接近真实大脑,也就是类器官沿着非常类似于真实大脑的早期发育步骤进行发展。

为了分析这些3D 大脑的逼真程度,Ecker 的团队使用H9人类胚胎细胞系,加入合适的化学物质,并且诱导这些细胞癌着一条神经发育通路 60 天。然后并将其与类似发育阶段的人类大脑相比较,比较其表观遗传特徵。而细胞的表观基因,由于受饮食或压力等环境因素影响,已越来越多地被认为与发育、精神分裂、阿兹海默症等神经系统疾病相关。

Salk的研究人员表示:“以前从没有人对脑组织进行表观遗传学测序。 嗯这种评估对于理解大脑发育非常重要,特别对最终将这些组织用于开发神经系统疗方法尤为重要。」随着模型更接近真正的大脑,科学家将更有能力研究大脑发育及其在神经系统疾病如阿兹海默或精神分裂症的出现中的作用,也许未来更有机会找到彻底的治疗方案。

资料来源

A Brain in a Dish: 3D Mini-Brains Prove to Be Remarkably Accurate

Stem cell 'mini-brain' very similar to real brain, study finds

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