可生长233天!科学家在老鼠身上成功培育人类大脑组织

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4月24日消息,据科学美国人报道,美国索尔金研究所(Salk Institute)的科学家日前发布报告,宣称首次将人类大脑的类器官(Organoids)成功移植到原本物种的大脑中,后后 宿主的大脑为其提供了足够的血液和营养,以维持它们存活和发育数月时间。

在科学家看来,哪些其他同学类大脑组织的老鼠在行为措施上与它们类似于的一样。

每个接受试验的小鼠的大脑下皮 都被植入了人类的“迷你大脑”,并用透明的玻璃盖子代替了它们的要素头骨。科学家们用你你这人 措施来理解人类大脑的发育过程,并测试哪些类器官将来算是会成为大脑下皮 修复工具,以取代大脑中受伤或发育不正常的区域。

纽约州立大学布法罗分校神经学家迈克尔·斯塔乔维亚克(Michal Stachowiak)曾创造人类大脑的类器官来研究精神分裂症,也许这是原本“重要的技术进步”,后后 是“在再生医学中使用类器官的重要开端”。

2017年11月份,当索尔金研究所的研究人员在神经科科学法学会年会上简要描述了亲戚亲戚其他同学都其他同学都的实验时,生物伦理学家们提出了原本难题,即人类大脑中类器官会对老鼠的智力、意识甚至是老鼠的身份产生咋样的影响。发表在《自然生物技术》杂志上的最新论文完全描述了类器官咋样成功融入老鼠大脑的过程,并除理了其中原本难题:离米 在科学家们的实验中,拥其他同学类大脑类器官的老鼠似乎和一点老鼠没哪些不同,也没办法 比后者更聪明。

自从2013年第原当事人类大脑类器官通过干细胞被培育出来后后,科学家们机会让它们形成了像胎儿大脑一样的行态,用来产生几十种不同种类的脑细胞,并发育成像患Timothy综合症等神经系统疾病等异常的组织。研究人员希望,在揭示人类大脑咋样发育的过程中,类器官能比实验室动物或培养的细胞更好。同時 在正常状态下和出错时,能识别潜在的治疗或基因组编辑目标。

这项研究需要埋点人体干细胞,后后 使其分化为脑细胞,并使其生长为几毫米的实体,以模拟真实器官的行态、细胞数量甚至是电活动。后后 ,人类大脑类器官的逼真程度是有限的:当它们的直径超过几毫米时,氧气和营养物质就无法进入它们最深处的细胞。

这项研究的负责人弗雷德·盖奇(Fred Gage)说:“在亲戚亲戚其他同学都其他同学都的肩上,类器官在五周内停止生长。从第十周后后后后刚开始 ,亲戚亲戚其他同学都其他同学都甚至看多一点边缘要素的细胞也后后后后刚开始 死亡,随着时间的推移,你你这人 变化没办法 明显。显然,这是长期研究的原本明显障碍。”

当亲戚亲戚其他同学都其他同学都的目标需要对原本月以上的大脑发育过程进行更长时间的研究时,当前的大脑器官就会后后后后刚开始 萎缩。而在老鼠大脑中植入人类的大脑类器官,给它们生长和发育所需要的一切,都还后能 帮助除理当前困境。

索尔金研究所将在实验室培养皿中生长了31到1000天的人脑组织类器官移植到小鼠大脑中(目前机会超过1000个)前,亲戚亲戚其他同学都其他同学都机会从老鼠大脑中取出一小块组织以便腾出空间。机会人类细胞通过基因工程表达出绿色荧光蛋白,哪些微小斑点可通过透明玻璃显示在明亮的石灰中。

离米 1000%的植入取得成功。在2到12周内,哪些类器官就会产生额外的神经元,包括在人类大脑下皮 特定区域内发现的神经元、神经胶质细胞(包括星形胶质细胞)以及神经干细胞。到了14周时,几乎所有的类器官都形成了宽裕的血管网,可输送养分和氧气,支持类器官存活23十天,它们的行态和细胞性心智心智心智心智性性成熟是什么 图片 图片 图片 度与新生儿差太久。

哪些被植入的器官也在传递轴突(即将大脑信号从原本神经元传送到原本神经元的生物线),并进入到老鼠大脑的两侧,而不仅仅是靠近玻璃的一边,并形成老鼠神经元的强突触,人类和老鼠的神经活动是同步的。研究报告的主要作者阿贝德·曼苏尔(Abed Mansour)说:

“当神经元聚集在同時 时,这是因为它们是相互连接的,并进行交叉对话,从而形成了神经网络。”

然而,对于所有的人鼠混合体来说,哪些啮齿类动物并没办法 成为比普通老鼠更好的学习者。科学家们把哪些老鼠装入 原本圆形的平台上,随近有20个洞,轻轻地引导它们进入通向逃生通道的某个洞,后后 让它们当事人尝试利用记忆去寻找逃生洞口。(一点的洞前会 死胡同。)在第一天的测试中,拥其他同学类大脑类器官的老鼠犯了更少的错误,更容易找到正确的洞,后后 你你这人 优势在第十天就消失了。

盖奇表示:“在行为测试方面,亲戚亲戚其他同学都其他同学都可是我后后触及了下皮 。我认为,为你你这人 重要难题提供可靠答案还为时过早。你你这人 逃避测试功能十分有限,我还非要排除一点行为影响。”