類器官模型揭示大腦多巴胺系統(tǒng)秘密
科技日報(bào)北京12月5日電 （記者張佳欣）一次暢快的跑步、一杯清晨的咖啡，一塊香噴噴的餅干……這些令人愉悅的時(shí)刻都?xì)w因于神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的釋放。多巴胺由我們大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元釋放，稱為“多巴胺能獎賞通路”。據(jù)5日發(fā)表在《自然·方法》雜志上的論文，奧地利科學(xué)院分子生物科技研究所的研究人員開發(fā)了一個(gè)多巴胺系統(tǒng)的類器官模型，揭示了其復(fù)雜的功能和對帕金森病的潛在影響。
該團(tuán)隊(duì)首先開發(fā)了所謂的中腦腹側(cè)、紋狀體和皮質(zhì)的類器官模型，這是多巴胺系統(tǒng)中神經(jīng)元連接的區(qū)域。然后，他們開發(fā)了一種將這些類器官融合在一起的方法。就像在人腦中發(fā)生的那樣，中腦類器官的多巴胺能神經(jīng)元向紋狀體和皮質(zhì)類器官發(fā)出投射。
研究人員觀察到了高水平的多巴胺能神經(jīng)支配，以及多巴胺能神經(jīng)元和紋狀體、皮質(zhì)神經(jīng)元之間形成的突觸。當(dāng)他們刺激含有多巴胺能神經(jīng)元的中腦時(shí)，紋狀體和皮質(zhì)中的神經(jīng)元對刺激有反應(yīng)。論文第一作者丹尼爾·魯曼表示，他們成功地在體外模擬了多巴胺能回路，因?yàn)榧?xì)胞不僅連接正確，而且還能共同發(fā)揮作用。
該類器官模型可用于改進(jìn)帕金森病的細(xì)胞治療。研究證明，注射到模型中的多巴胺能前體細(xì)胞能發(fā)育成熟為神經(jīng)元，并延伸了類器官內(nèi)的神經(jīng)元投射結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)。研究人員也可以在人類特異性體外系統(tǒng)中研究多巴胺過度刺激的長期影響。
