使实验室培养的大脑类器官更聪明

通过在实验室中使用干细胞培育微型大脑样器官，科学家们开辟了一条研究神经发育、疾病和无法在活人身上进行的治疗的新途径。但并非所有的微型大脑类器官都是一样的，让它们精确地模仿他们正在建模的人类大脑组织一直是一个持续的挑战。

加州大学洛杉矶分校 Eli and Edythe Broad 再生医学和干细胞研究中心的成员、本 研究 的资深作者Bennett Novitch说：“现在，这就像狂野的西部，因为没有标准的方法来生成微型大脑类器官。” 关于该主题的新论文。“每个神经科学家都想为他们最喜欢的疾病制作一个大脑类器官模型，但每个人的类器官并不总是相似的。”

事实上，由于它们的生产没有共同的协议并且缺乏质量控制指南，类器官可能会因实验室而异，甚至可能因批次而异，这意味着在一个类器官中的发现可能不适用于其他。

“如果我的实验室和楼下的另一个实验室使用相同疾病的微型大脑类器官模型进行药物筛选，我们仍然可以获得不同的结果，”新论文的第一作者、解剖学助理教授 Momoko Watanabe 说。加州大学欧文分校的神经生物学。“我们不知道谁的发现是正确的，因为我们看到的差异可能反映了我们的模型如何不同，而不是反映了疾病。”

在 他们 今天发表在《 干细胞报告》上的新研究中，Novitch、Watanabe 和他们的同事根据他们的研究提出了指导方针，可以帮助科学家克服阻碍这些类器官充分发挥潜力的两个主要障碍：均匀性和结构的差异。

拥有能够准确且一致地重建大脑特定部分的结构和细胞组成的类器官对于研究精神分裂症和自闭症谱系障碍等疾病尤其重要，在这些疾病中，受影响的人的大脑通常在结构上与神经典型大脑相同，但在结构上却表现出显着差异。功能。

“如果我们的类器官细胞类型平衡错误或结构严重不规则，我们将永远无法识别大脑结构和功能的细微差异——与神经系统疾病患者相关的东西，”诺维奇说，他也是加州大学洛杉矶分校脑研究所神经修复综合中心主任。

为了生产直径从 1 到 5 毫米不等的微型大脑类器官，科学家们首先提取人体皮肤或血细胞，并将它们重新编程为诱导多能干细胞——可以分化成体内任何细胞类型的细胞。然后他们指导这些 iPS 细胞产生神经干细胞，这些细胞可以产生大脑中发现的大多数细胞类型。随着神经干细胞的形成，它们可以被诱导聚合成 3D 类器官。很简单。但是为什么有些类器官比其他类器官更类似于人脑呢?

为了回答这个问题，该团队与 加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心的多能性专家Kathrin Plath 和 Amander Clark合作。他们发现，用于生长类器官的干细胞的发育成熟度会影响其质量，就像食材的新鲜度会影响菜肴的质量一样。

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