斯坦福团队实现人脑类器官移植老鼠，为药物开发提供新思路

近日， 报道了一项研究：斯坦福大学的科学家已经将人类脑细胞移植到老鼠的大脑中，且成功生长并形成连接。引入幼年老鼠正在发育的大脑中的类器官可以自发地扩散并融入动物的神经回路 ，这一结果为人类大脑的研究模型指明了道路。

基因治疗公司 的研发总裁 如此评价：“这项工作提出了一种可能性，即有一天我们能够将缺失的脑细胞移植到患有疾病的人身上，或者开发神经或精神疾病的实验室模型，用来助力开发药物。

这项研究的作者 是斯坦福大学精神病学和行为科学教授、吴仔神经科学研究所所长，其实验室主页上的使命宣言简单又雄心勃勃：“试图了解控制人类神经系统组装的分子和细胞步骤的规则，以及导致神经和精神疾病的分子机制。”

这项研究建立在团队之前创造大脑“类器官”的工作基础上。为了制造大脑类器官，团队从遗传学上对自闭症患者和精神分裂症等疾病患者的皮肤细胞进行重编程，使其成为多能干细胞；随后，团队诱导多能干细胞在实验室培养皿中作为神经组织沉降到更明确的状态。如分化为类似于大脑皮层的类器官，大脑皮层是人类大脑的最外层，在记忆，思考，学习，推理和情绪等中起着关键作用。

科学家将这些类器官移植到 2-3 天的老鼠幼崽中，此时，大脑连接仍在形成阶段。类器官会继续生长，最终占据了老鼠大脑半球的三分之一，来自类器官的神经元与大脑中的回路形成工作连接。

事实上，人类神经元曾被移植到啮齿类动物中，但 表示，这项研究是类器官首次被放入幼年老鼠大脑中，创造了有史以来人类皮肤细胞构建最先进的人类脑回路，并证明了植物的人类神经元可以影响动物的行为。

▲图 | 这张显微镜图像显示了一个人类星形胶质细胞，中心为黄色，而人类神经胶质细胞（以蓝色分散）位于大鼠脑内 （来源：Pasca Lab）

为了研究这种方法的实际用途，科学家们将类器官移植到老鼠大脑的两侧：一个来自健康人的细胞，另一个来自蒂莫西综合征患者的细胞，蒂莫西综合征是一种与心脏病和自闭症谱系障碍相关的罕见遗传病。

5-6 个月后，团队观察到了与神经元活动相关的疾病的影响。双方的电活动存在差异，来自蒂莫西综合征患者的神经元要小得多，并且没有像从附近神经元接收输入的扩展那样发芽。

但 也坦诚表示，这种在动物身上的试验的伦理问题还有待商议，现阶段不建议在灵长类动物身上尝试。

此外，一些科学家正在研究动物以外的人脑类器官。例如，瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员本月早些时候在 Nature 杂志上发表了一项研究，描述了他们如何在实验室中从干细胞中培养出类似大脑的组织，然后绘制各种大脑区域中的细胞类型和调节其发育的基因。部分科学家正在使用这些结构来研究自闭症。

参考资料：

1.https://www.cbsnews.com/news/scientists-transplant-human-brain-cells-into-the-brains-of-baby-rats/

2.https://www.quantamagazine.org/human-brains-are-hard-to-study-sergiu-pasca-grows-useful-substitutes-20221012/

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