研究人员让人类脑组织在老鼠体内生长出于道德原因 , 人类大脑的医学研究受到严格限制。对于老鼠来说 , 规则不那么严格。一个国际团队在小鼠大脑中培养了人类脑细胞 , 这在疾病研究方面迈出了重要的一步。
希望能够更详细地研究自闭症或癫痫 , 美国斯坦福大学的 Sergiu Pasca 团队在《自然》杂志上强调。重要的是要在分子水平上了解大脑中发生的事情 , 以测试可能的治疗方法。
帕斯卡的研究小组在几天内将实验室培养的人类脑组织移植到老鼠身上。这些动物之前已经被基因改造 , 导致它们大脑的核心部分 — 大脑皮层和海马体的大部分 — 缺失。这为移植的人类脑细胞组织提供了生长的空间 , 与小鼠的神经系统建立连接并进一步发育。
研究人员发现 , 人类细胞不仅存活了下来 , 而且还生长了 , 并且实际上与小鼠的大脑建立了连接。据报道 , 这些人类干细胞来自健康的捐赠者 , 他们同意将它们改造并移植到动物体内。术后三个月 , 小鼠大脑皮层体积的 90% 以上由人体组织组成。
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39分钟“这些动物模型为我们提供了一个独特的机会,来研究疾病如何影响人类大脑中的神经回路,”Pasca解释道。对于癫痫、自闭症、精神分裂症等精神和神经系统疾病而言,这些研究有望帮助我们更深入地了解其发病机制,以及哪些治疗方法可能有效。
研究难点 Pasca指出:“目前,在分子层面上对这些疾病进行研究非常困难,因为活的人脑组织几乎无法获取;而且大脑的运作机制比其他任何器官都要复杂。”
研究方法“我们植入的细胞携带着来源者的遗传信息——无论这个人是患者还是健康人,”Pasca继续说道。这种方法使我们能够观察疾病对脑细胞的具体影响。
实验室中的实验 KITSCHENBERG / Funke Foto Services / IMAGO多年来,研究人员一直在研究所谓的“类脑器官”(organoids)。类脑器官是一种可以在实验室中利用人类干细胞培育出的三维脑组织结构。由于这些类脑器官来源于特定的个体,因此未来有望用于针对患者个体测试药物的效果。随着研究的深入,研究团队还将多个类脑器官组合成更复杂的“组合类脑器官”(assembloids),以进一步探索大脑的复杂功能。
类器官的来源细胞被称为诱导多能干细胞 ( hiPS 细胞 ) 。为此 , 身体细胞被提取并重新编程 , 使它们类似于天然干细胞。几乎所有种类的组织都可以从中培育出来。
动物实验也会引发伦理问题 , 比如动物福利问题。一个由独立专家组成的委员会已经审查并监督了这些试验的伦理问题 , 帕斯卡在新闻发布会上说。已经非常严格地分析了什么样的动物实验对研究是必要的和有目的的。然而 , 在权衡过程中 , 数亿患有相关疾病的人的痛苦也发挥了作用 , 现在可能需要更详细地研究。
维也纳分子生物技术研究所副所长 Jürgen Knoblich 没有参与这项研究 , 他认为这项研究的相关性还没有得到证明。“这种移植实验非常耗时 , 在伦理上存在问题 , 并且最重要的是 , 不符合类器官研究的主要目标 , 即为动物实验提供替代方法。是的 , 它们甚至引起了额外的道德问题。“然而 , 这项研究是根据严格的伦理标准进行审查和监督的 , ” Knoblich 说。
Knoblich 最有可能看到的附加值在于 , 人类脑组织移植并不意味着人们可以想象一只拥有人类大脑的老鼠。人类细胞继续以其物种特有的速度发育 , 因此比小鼠大脑慢得多。人类细胞的认知过程也只能挽救一小部分。因此 , 专家仍然 “值得怀疑的是 , 新模型是否会在研究过程中发挥重要作用。«