自首次亮相以來，所謂的類器官技術(shù)已經(jīng)徹底改變了研究者在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)和研究人體組織的能力。但當(dāng)涉及到大腦時(shí)，此前的模型并不完全完整。美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)新研究彌補(bǔ)了這個(gè)缺失的環(huán)節(jié)。在7月25日發(fā)表于Nature Methods雜志的文章中，研究人員展示了如何培養(yǎng)大腦“類器官”——一個(gè)培養(yǎng)皿中的微器官，它包含了人類大腦皮層中發(fā)現(xiàn)的所有主要細(xì)胞類型。
“我們已經(jīng)采取了類器官培養(yǎng)系統(tǒng)，并增加了中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的第三種主要細(xì)胞類型——少突膠質(zhì)細(xì)胞——現(xiàn)在更準(zhǔn)確地表達(dá)了人類大腦發(fā)育過程中發(fā)生的細(xì)胞間相互作用，”Paul Tesar博士、凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)和基因組科學(xué)Donald 教授和Ruth Weber Goodman助理教授說。
少突膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)健康的大腦至關(guān)重要。他們制造髓鞘（一種包裹和支持神經(jīng)細(xì)胞連接的脂肪物質(zhì)，就像電線周圍的絕緣體），沒有它，神經(jīng)細(xì)胞不能有效溝通，并會(huì)變壞。許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病是由髓鞘缺陷引起的，包括多發(fā)性硬化癥和罕見的兒科遺傳病。
“這是一個(gè)幫助了解人類發(fā)展和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的強(qiáng)大平臺(tái)?！盩esar說，“使用干細(xì)胞技術(shù)，我們可以在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生幾乎無限量的人腦樣組織。我們的方法創(chuàng)建了一個(gè)‘迷你皮質(zhì)’，包含神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和現(xiàn)在產(chǎn)生髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞。這是開啟人類大腦發(fā)育階段的一個(gè)重要步驟?！盩esar和他的同事也展示，他們改進(jìn)的類器官系統(tǒng)可以用來測(cè)試髓鞘增強(qiáng)藥物。該研究的第一作者M(jìn)ayur Madhavan博士說“這些類器官提供了一種預(yù)測(cè)新髓鞘治療劑對(duì)人腦樣組織的安全性和有效性的方法?！毖芯啃〗M用預(yù)先鑒定的藥物處理類器官，以增強(qiáng)小鼠的髓鞘生成。研究人員首次使用該模型來測(cè)試增強(qiáng)人類少突膠質(zhì)細(xì)胞和髓鞘生成的藥物。
研究小組還從佩梅病（一種罕見的但致命的遺傳性髓鞘疾?。┗颊咧信囵B(yǎng)了類器官?！芭迕凡∈且环N復(fù)雜的疾病，許多不同的突變可能導(dǎo)致它的發(fā)生，同時(shí)我們?nèi)永щy?！惫餐谝蛔髡遉achary Nevin博士說，“但是這些新的類器官允許我們直接研究腦樣組織。”從三個(gè)不同的佩梅病突變患者中培養(yǎng)的類器官顯示了各自的特性，這些靶點(diǎn)可以作為藥物治療的靶點(diǎn)。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了該研究可作為一個(gè)多用途的平臺(tái)，以觀察和解剖人類髓鞘疾病和測(cè)試個(gè)性化治療。
Tesar說：“我們的方法能夠在實(shí)驗(yàn)室里從任何病人身上體外培養(yǎng)人腦組織。”更廣泛地說，它可以準(zhǔn)確地概括人類神經(jīng)系統(tǒng)是如何建立的，并確定在某些神經(jīng)疾病中出了什么問題。
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