劍橋大學(xué)的研究人員開發(fā)了“迷你大腦”，使他們能夠研究導(dǎo)致癱瘓和癡呆癥的致命且無法治愈的神經(jīng)系統(tǒng)疾病——并且近一年來第一次能夠培養(yǎng)這些大腦。
肌萎縮側(cè)索硬化癥是一種常見的運(yùn)動神經(jīng)元疾病，通常與額顳葉癡呆 (ALS/FTD) 重疊，可影響年輕人，主要發(fā)生在 40-45 歲之后。這些情況會導(dǎo)致肌肉無力的破壞性癥狀，并伴隨記憶、行為和個性的變化。能夠培養(yǎng)大腦的小型器官樣模型(類器官)使研究人員能夠了解在 ALS/FTD 最早階段發(fā)生的事情，早在癥狀開始出現(xiàn)之前，并篩選潛在的藥物。
一般來說，類器官，通常被稱為“微型器官”，正越來越多地用于模擬人類生物學(xué)和疾病。僅在劍橋大學(xué)，研究人員就使用它們來修復(fù)受損的肝臟、研究肺部的 SARS-CoV-2 感染以及對懷孕的早期階段進(jìn)行建模，以及許多其他研究領(lǐng)域。
通常，研究人員從患者的皮膚中取出細(xì)胞并將細(xì)胞重新編程回它們的干細(xì)胞階段——這是一個非常早期的發(fā)育階段，在這個階段它們有可能發(fā)育成大多數(shù)類型的細(xì)胞。然后可以將它們作為模擬器官特定元素的 3D 簇在培養(yǎng)物中生長。由于許多疾病部分是由我們的 DNA 缺陷引起的，這項技術(shù)使研究人員能夠了解細(xì)胞變化(通常與這些基因突變相關(guān))如何導(dǎo)致疾病。
劍橋大學(xué) John van Geest 腦修復(fù)中心的科學(xué)家使用源自 ALS/FTD 患者的干細(xì)胞來培育大腦類器官。這些在胚胎和胎兒發(fā)育里程碑、3D 結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型多樣性和細(xì)胞間相互作用方面類似于人類大腦皮層的一部分。
盡管這不是科學(xué)家第一次從神經(jīng)退行性疾病患者身上培育出微型大腦，但大多數(shù)努力只能在相對較短的時間內(nèi)培育它們，代表了有限范圍的癡呆癥相關(guān)疾病。在今天發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果中，劍橋團(tuán)隊報告說，這些模型從含有 ALS/FTD 中最常見基因突變的干細(xì)胞中培養(yǎng)240 天，這在以前是不可能的——在未發(fā)表的工作中，該團(tuán)隊已經(jīng)將它們培養(yǎng)了 340 天。
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