加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员在《Stem Cells and Development》杂志上发表了一项研究,描述了一种快速且经济有效的方法,可以从原代细胞中直接制造人皮层类器官。该方法通过压缩和优化重编程步骤,将体细胞直接转化为皮质类器官,无需先诱导为多能干细胞,大大简化了流程。
人脑功能的研究受限于伦理问题和大脑的脆弱性,动物模型无法完全模拟人类生物学,而单细胞研究又无法捕捉神经网络的复杂性。近年来,体外人类器官的发展——由重编程干细胞产生的三维、小型化、简化版器官——使科学家能够更真实地研究生物功能、疾病和治疗。脑类器官可以形成多种大脑区域,表现出功能性且能电激发的神经元,其基因表达水平类似于人类皮质发育。
该研究的资深作者Alysson R. Muotri博士是脑类器官领域的领导者,曾利用体外大脑类器官提供寨卡病毒导致先天缺陷的直接证据,并用于重新利用现有药物治疗罕见遗传性神经疾病,甚至创造了尼安德特人化的“迷你大脑”。然而,传统的大脑类器官生产困难、耗时且昂贵,需要先产生人类诱导多能干细胞(iPSCs),再指导其分化。新方法将体细胞直接重编程为皮质类器官,只需轻微操作,且可大规模生产。
Muotri表示:“我们为系统的自动化过程建立了标准操作方法,以产生大量的脑类器官。潜在用途巨大,包括创建大型脑器官库,以及发现与未知重要突变相关的人类神经系统疾病的因果遗传变异,如自闭症谱系障碍。这是理解人类认知变异性的第一步。”
资讯出处:Building a better brain-in-a-dish, faster and cheaper
原始出处:Monique Schukking et al, Direct generation of human cortical organoids from primary cells, Stem Cells and Development (2018). DOI: 10.1089/scd.2018.0112