圖片來源:Madeline A. Lancaster
本報訊 這個神經(jīng)細(xì)胞集群——左側(cè)有一個初級眼睛——不比一粒蘋果籽大多少(如圖所示)。這些神經(jīng)細(xì)胞集群由胚胎干細(xì)胞發(fā)育而來,,包含數(shù)量驚人的類似早期人腦的結(jié)構(gòu),,其中包括視網(wǎng)膜組織、大腦皮層(大腦的最外層),,以及脈絡(luò)叢(處理腦脊髓液的腔洞),。
奧地利維也納分子生物技術(shù)研究所的Juergen Knoblich與其團(tuán)隊開發(fā)了3D神經(jīng)系統(tǒng),該系統(tǒng)擁有各種能互相影響的大腦區(qū)域,。一層一層的生物組織,,展示出類似大腦發(fā)育早期的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
研究人員為了證明新型神經(jīng)系統(tǒng)的價值,,制造出一個模仿小頭畸形的3D大腦模型,,并通過此模型確認(rèn)了一個能影響大腦發(fā)育和導(dǎo)致腦容量變小的缺陷,。小頭畸形患者的頭和大腦通常較小。
他們將取自小頭畸形患者身上的細(xì)胞重新編輯引入誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,,然后使用它們培養(yǎng)類器官,。患者衍生出的細(xì)胞產(chǎn)生了一個縮小的類器官,,該研究小組將相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然》雜志,。
不過該類器官沒有血管,因此位于其中心的細(xì)胞相繼死去,。2~3個月后,,它們達(dá)到了其最大尺寸:直徑大約為3毫米。4個月后,,它們不會再發(fā)育出任何新的細(xì)胞類型,。鑒于此,類器官還無法用于研究更復(fù)雜的神經(jīng)發(fā)育情況,,例如孤獨癥和精神分裂等,。
目前,研究人員正在設(shè)法培養(yǎng)更大的類器官,,但是他們表示,,技術(shù)障礙使得這些微型大腦不太可能擁有更高水平的腦功能。(張章)