人腦類器官有了“跨物種整合”模型 有助探索未知疾病
張夢然
英國《自然》發(fā)表的一項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人類干細(xì)胞來源的類腦組織能與新生大鼠的大腦整合，還會影響其行為。研究結(jié)果或能提高人們構(gòu)建人類神經(jīng)精神疾病實(shí)際模型的能力。
人類干細(xì)胞培養(yǎng)的大腦類器官是一種很有潛力的平臺，可以模擬人類發(fā)育和疾病。然而，體外生長的類器官缺少在真實(shí)有機(jī)體中存在的各種連接，這會限制類器官的成熟，讓它們無法與其他控制行為的神經(jīng)環(huán)路整合，因而會影響類器官模擬具有遺傳復(fù)雜性和行為特征的神經(jīng)精神疾病的能力。之前的研究試圖將人腦類器官植入成年大鼠的大腦，但這些細(xì)胞在植入后無法完全成熟。
美國斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)此次將人腦類器官植入新生大鼠大腦的體感皮層中，體感皮層是負(fù)責(zé)從全身接收和處理感覺信息的腦區(qū)，包括觸覺。他們發(fā)現(xiàn)，該類器官能發(fā)育成熟，部分能與神經(jīng)環(huán)路整合，并在大鼠大腦中具有功能性。這種整合讓研究人員能在人細(xì)胞的活動與動物習(xí)得行為之間建立關(guān)聯(lián)，證明植入的神經(jīng)元可以調(diào)節(jié)大鼠的神經(jīng)元活動，并能誘導(dǎo)追求獎賞的行為。
此外，在研究人員轉(zhuǎn)動大鼠胡須時(shí)，該類器官中的一組神經(jīng)元出現(xiàn)了活動跡象，說明植入的神經(jīng)元能對感覺刺激產(chǎn)生反應(yīng)。他們還發(fā)現(xiàn)，在植入來源于3名蒂莫西綜合征（一種與心臟問題有關(guān)的嚴(yán)重遺傳病）患者的細(xì)胞時(shí)，特定的神經(jīng)元缺陷會被凸顯出來，說明這種植入技術(shù)能揭示之前未知的疾病特征。
研究團(tuán)隊(duì)表示，該技術(shù)或能作為一種很強(qiáng)大的資源，補(bǔ)充對人腦發(fā)育和疾病的實(shí)驗(yàn)室研究。進(jìn)一步研究有望讓人們利用患者來源的細(xì)胞，揭開本來無從了解的疾病特征。
【總編輯圈點(diǎn)】
這次驚天動地的“人鼠大腦結(jié)合”，最值得注意的一點(diǎn)，是團(tuán)隊(duì)觀察到當(dāng)他們刺激該類腦器官時(shí)，可以訓(xùn)練大鼠的獎勵相關(guān)行為，比如舔舐水等，而沒有接受移植的大鼠則不會有類似的反應(yīng)。這說明：人腦類器官已經(jīng)參與到了大鼠的“學(xué)習(xí)”中，而且人腦類器官在它的宿主體內(nèi)形成了合適、成熟的組織。這一成果不但將類器官研究推向了全新高度，還意味著，一個(gè)更貼近現(xiàn)實(shí)的疾病研究系統(tǒng)正向人類走來。
