在实验室中生长的“迷你大脑”类器官很像婴儿的大脑

来自加州UCLA和斯坦福大学研究人员的一项新研究发现，三维人类干细胞衍生的“迷你脑”有机体可以以与人脑发育相似的方式成熟。

新研究发表在自然神经科学2月22日，加州大学洛杉矶分校的Daniel Geschwind博士和斯坦福大学的Sergiu Pasca博士对在实验室培养液中培养了20个月的类器官进行了广泛的基因分析。他们发现，这些3d类器官遵循一个内部时钟，引导它们与人类的时间轴同步成熟发展。

“这是新颖的——到目前为止，还没有人在这么长的时间内生长和表征这些类器官，也没有显示它们将重现人类大脑在大多数情况下，在实验室环境中的发展，“麦克唐德，博士，麦克唐纳，麦克唐纳，麦克唐纳毕尊教授在大都会的大学生毕业区的毕业生，Eli和Edy的宽阔的再生医学和茎中心宽容在加州大学梅拉的细胞研究，以及UCLA精密健康研究所的高级助理和副校长和副副校长。

“这将是对该领域的重要提升。我们已经表明，这些有机体可以成熟并复制正常人类发展的许多方面 - 使它们成为学习的良好模型人类疾病在一个盘子里，”他说。

使用诱导的人脑器有机体产生多能干细胞，也称为ips细胞，源自皮肤或血细胞已经重新编程回胚胎茎状细胞样状态，允许科学家创造任何细胞类型。

然后将这些IPS细胞暴露于型化学物质的专用混合物中，这些化学物质影响它们以产生脑的某个区域的细胞。随着时间和正确的条件，细胞自组织以创建3-D结构，忠实地复制人脑发展的几个方面。

人类干细胞衍生的类器官有可能使医学实践发生革命性的变化，它使研究人员对复杂器官(包括大脑)的发育和对疾病的反应有了前所未有的了解。

几年来，研究人员一直在生长人脑器有机体，以研究人类神经和神经发育障碍，例如癫痫，自闭症和精神分裂症。

人们普遍认为，构成这些类器官的细胞仍然停留在一种类似于胎儿发育中的细胞的发育状态，因此这些模型的应用受到了阻碍。该研究表明，将这些细胞培养到成熟状态是可能的，这将使科学家更好地研究成人发病疾病，如精神分裂症或痴呆症。

“对人类疾病的干细胞模型有巨大兴趣，”Geschwind加入。“这项工作代表了一个重要的里程碑，表明人脑发育的哪些方面是以最高的保真性建模的，并且在体外表现出的特定基因表现良好，最好是模拟它们。同样重要的是，我们提供了一种基于无偏的基因组分析的框架评估体内开发和功能的体外模型模型如何。“

作者还提供了一个名为GECO的工具，让研究人员可以浏览他们感兴趣的基因，以测量在体内和体外大脑之间的保真度。

“我们发现，这些3d大脑类器官遵循一个内部时钟，它在实验室环境中的进展与在活的有机体中发生的是平行的，”第一作者Aaron Gordon博士说，他是加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院Geschwind实验室的博士后。“这是一个了不起的发现——我们发现，它们在培养后280天左右达到出生后成熟，然后才开始成熟。模型婴儿大脑的一些方面，包括已知的神经递质信号的生理变化。”

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