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干细胞如何培育大脑类器官

2019/07/13 来源:沈阳信息港

导读

干细胞如何培育大脑类器官?原标题:干细胞如何培育大脑类器官?-探 索文孝文据报道,借助于干细胞,科学家已经成功培育出跳动的心

干细胞如何培育大脑类器官?

原标题:干细胞如何培育大脑类器官?

-探 索

文孝文

据报道,借助于干细胞,科学家已经成功培育出跳动的心脏组织、气管和膀胱。现在,奥地利科学家又在培育人体器官的道路上向前迈进了重要一步——利用干细胞这种可编程细胞培育出迷你大脑。确切地说,他们培育的是“大脑类器官”。这种只有豌豆大小的类器官构成了人类大脑组织。借助于类器官,科学家能够解答与大脑发育以及初发育阶段出现的紊乱有关的一系列重大疑问。

研究论文主执笔人、奥地利科学院尤尔根-科诺布里奇表示,利用干细胞培育的迷你大脑并不是功能正常的大脑,就像是一辆发动机放在车顶或者车轮放在引擎罩上的汽车,无法驾驶。不过,这仍旧是一项重大科研成就。

研究论文主执笔人、奥地利科学家分析生物科技研究所研究员玛德丽娜-兰卡斯特指出,这些类器官的构成与一个9周或者10周大的胚胎的大脑类似。研究中,兰卡斯特和同事共培育了数百个类器官。在发育初期,人类大脑的一些主要区域以及类似中脑和后脑等区域已经拥有可辨认的特征,包括背侧皮层、腹侧前脑以及产生脑脊髓液的脉络丛。拉纳卡斯特和同事指出他们在所培育的迷你大脑的同样区域也发现了这些特征。

不过,这些区域无法像一个正常大脑一样被自然而然地“植入”干细胞模型。兰卡斯特说:“在正在发育的胚胎中,你会看到这些不同区域并非以同样的方式组织。”类器官缺少9周大人类胚胎大脑的一些确定特征,例如与运动有关的小脑。此外,在这种类似大脑的结构中,科学家也极少发现对记忆至关重要的海马状突起。

科诺布里奇指出利用胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞培育的类器官并没有明显差异。研究人员发现他们培育的类器官具有可变性,一些他们希望研究的大脑区域并未在类器官中出现。兰卡斯特通过使用生长因子(刺激细胞增殖的物质)的方式引导一些类器官内的区域发育。在尝试让迷你大脑生长出更多背侧皮层时,她吃惊地发现人为干预下生长出的背侧皮层数量不及自然发育。兰卡斯特说:“我们认为不同区域之间的‘交流’——类器官不同大脑区域之间的通讯——对每一个个体区域的发育都至关重要。”

科诺布里奇表示:“很明显,我们的系统并不适于培育完整大脑。此外,这也不是我们的研究目标。利用干细胞培育具有意识的大脑结构可能不具有可能性,同时也不是我们想要的。”虽然培育类器官是向前迈进的重要一步,但研究人员距离为中枢神经系统内的神经回路进行建模仍有很长的一段路要走。

(来源:科技)

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稿源:人民

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