干细胞首次培育微型人类大脑

作者:浮夸的晓编 分类:科学 发布于:2013-9-1
  科学家首次在实验室中培育微型人类“大脑”,引入多功能干细胞培育成类似大脑的“类器官”,直径仅3-4毫米,它将有助于科学家研究分析人类大脑发展状况。

  据英国新科学家杂志报道,目前,科学家在实验室里培育出微型“人类大脑”,它包含着皮质层部分,海马体以及视网膜,是首次使用干细胞培育而成。这个3D结构将有助于研究人员详细地研究人类大脑早期发育阶段。

  奥地利分子生物学会(IMB)约根-克诺布里奇(Juergen Knoblich)说:“由于人类大脑不同于多数动物的大脑结构,研究动物大脑如何发育,仅能提供对人类大脑的大致理解。”

  为了培育微型大脑,克诺布里奇和同事引入多功能干细胞(iPS),这种成年细胞能够再编程表现类似胚胎干细胞的行为,对于大脑发育提供必不可少的混合营养。首先,干细胞与神经外胚层组织区分开来,该细胞层将最终成为胚胎神经系统,该组织悬浮在凝胶脚手架上有助于3D结构的发育。

  不足1个月的时间,这种干细胞能够生长成为类似大脑的“类器官”,直径3-4毫米,所包含的结构类似于大脑多数区域。例如:所有类器官都包含着皮质部分,类器官中大约70%包含着脉络簇,它能够产生脊髓液,同时10%包含着视网膜组织。

  研究小组成员玛德琳-兰卡斯特(Madeline Lancaster)说:“如果人们提供正确的营养物质,那么它将具有令人惊异的自培育功能。”

  然而,一个大脑区域并非完全表现为小脑,该部分大脑可以处理运动技能和语言,以及其它功能,这并不令人感到惊奇,因为该区域的发育要晚于其它大脑部分。使用成像技术,研究人员能够探测到神经活动。

  这项实验能够以新视角洞察大脑发展过程中出现的问题,例如:进一步理解为什么胚胎大脑有时未达到完全发育尺寸,这种状况叫做头小畸型,研究人员使用多功能干细胞培育出类器官源自人们的大脑状况。