一项研究表明,移植到小鼠体内的人脑类器官能够重现大脑发育的某些特征,包括形成功能性神经网络,从而支持脑活动。相关成果9月16日发表于《自然》。
这一成果得益于一种培育脑容量缩小的小鼠的方法。这种方法使得这些由人类细胞培养形成的三维类脑组织,即人脑类器官能够与小鼠大脑整合。该模型有望以比此前更深入的方式研究人脑组织的发育。
由于脑组织难以获取,人脑发育研究一直受到限制,但基于干细胞的模型有助于应对这一挑战。将人脑类器官移植到啮齿动物宿主体内,为探索人类神经元的功能提供了机会,也可用于研究疾病及其潜在疗法。
然而,空间有限以及与啮齿动物神经元之间的竞争,限制了人脑类器官在宿主体内的整合。
为解决这一难题,美国斯坦福大学的Sergiu Pa?ca及同事尝试改进此类移植实验的结果。他们设计了一种遗传学策略,用于培育大脑皮层部分区域缺失的小鼠,从而为人脑类器官的整合腾出空间。
研究结果显示,移植的类器官生长良好;它们占据了大部分空间,分化为多种人类脑细胞,组织形成了神经回路,并产生了类似大脑皮层组织的复杂结构。此外,整合形成的皮层组织可能造成了某些行为表现——研究人员将移植类器官和未移植类器官的皮层缺失小鼠进行了比较,发现它们在运动和记忆任务中的表现存在差异。
作者还测试了该系统的一些潜在应用。例如,研究人员观察到缺氧损伤(组织未获得足够氧气)会导致步态差异。这些观察结果表明,该模型有望用于更深入地研究人类疾病或神经发育障碍。
研究人员指出,这一实验在严格伦理指导下进行。他们同时强调,必须制定适当的指导规范,以涵盖持续开展此类模型研究可能带来的社会、医学和伦理影响。作者希望,这一方法今后可用于研究神经发育、建立疾病模型,并可能用于开发治疗方法。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-026-11032-2
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