科學家又一實驗壯舉:成功將人類大腦組織移植入老鼠腦中

4月24日消息,據(jù)科學美國人報道,美國索爾金研究所(Salk Institute)的科學家日前發(fā)布報告,宣稱首次將人類大腦的類器官(Organoids)成功移植到另一物種的大腦中,而且宿主的大腦為其提供了足夠的血液和營養(yǎng),以維持它們存活和發(fā)育數(shù)月時間??茖W家在老鼠身上培育人類大腦組織的實驗研究已經成功,預計可生長233天,根據(jù)老鼠表現(xiàn)來看,這些擁有人類大腦組織的老鼠在行為方式上面與其他同類一樣,并沒有異常表現(xiàn)。

接受試驗的小鼠的大腦皮層都被植入了人類的“迷你大腦”,并用透明的玻璃蓋子代替了它們的部分頭骨??茖W家們用這種方法來理解人類大腦的發(fā)育過程,并測試這些類器官將來是否會成為大腦皮層修復工具,以取代大腦中受傷或發(fā)育不正常的區(qū)域。索爾金研究所將在實驗室培養(yǎng)皿中生長了31到50天的人腦組織類器官移植到小鼠大腦之前,他們已經從老鼠大腦中取出一小塊組織以便騰出空間。由于人類細胞通過基因工程可以表達出綠色熒光蛋白,而這些熒光蛋白可以通過透明的玻璃顯示在石灰中,根據(jù)這一原理來觀察人類腦組織在老鼠腦中的發(fā)育情況,這項研究將會是一個“重要的技術進步”,并且是“在再生醫(yī)學中使用類器官的重要開端”,未來,能識別潛在的治療或基因組編輯目標,解決目前人類醫(yī)學界無法攻克的疑難雜癥。

科學家們把這些老鼠放在一個圓形的平臺上,周圍有20個洞,輕輕地引導它們進入通向逃生通道的某個洞,然后讓它們自己嘗試利用記憶去尋找逃生洞口。(其他的洞都是死胡同。)在第一天的測試中,擁有人類大腦類器官的老鼠犯了更少的錯誤,更容易找到正確的洞,但是這種優(yōu)勢在第二天就消失了。

這些實驗結果解決了一個問題:至少在科學家們的實驗中,擁有人類大腦類器官的老鼠似乎和其他老鼠沒有什么不同,也沒有比后者更聰明。

在這項實驗中,大約80%的植入取得成功。在2到12周內,這些類器官就會產生額外的神經元,包括在人類大腦皮層特定區(qū)域內發(fā)現(xiàn)的神經元、神經膠質細胞(包括星形膠質細胞)以及神經干細胞。到了14周時,幾乎所有的類器官都形成了豐富的血管網,可輸送養(yǎng)分和氧氣,支持類器官存活233天,它們的結構和細胞成熟度與新生兒差不多。

研究報告的主要作者阿貝德·曼蘇爾(Abed Mansour)說:“當神經元聚集在一起時,這意味著它們是相互連接的,并進行交叉對話,從而形成了神經網絡?!备鶕?jù)實驗結果可以發(fā)現(xiàn),人類和老鼠的神經活動是同步的。

成功將人類大腦組織移植入老鼠腦中,對于科學界來說,又是一個重大的壯舉,對于人類來說也有著重要的意義!

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