科學家在實驗室中培育出具有功能的類似小腦的腦組織
日本研究人員研究如何製造人類胚胎組織自己發揮作用，小腦- 像腦組織。 這是朝著生長健康腦組織邁出的重要一步，可以幫助治癒腦損傷或神經退化性疾病患者。
到目前為止，雖然科學家已經成功地將幹細胞培育成其他器官，例如胃甚至是陰莖，這個過程對於神經系統來說特別棘手，因為研究人員不僅需要產生特定的細胞類型，還必須使這些細胞類型以非常特定的方式相互連結。
現在，日本理化學研究所發育生物學中心的一組研究人員已經克服了這個挑戰。 透過仔細地將訊號分子應用於人類胚胎幹細胞的 3D 培養物，他們不僅成功地觸發它們分化為有功能的小腦細胞類型，而且還讓它們將自己組織成多層、手風琴狀的結構存在於自然發育的小腦中。
小腦是大腦底部的區域，在運動控制中發揮作用，並參與包括注意力和語言在內的認知功能。 小腦最重要的細胞類型是浦肯野細胞和顆粒細胞，該團隊成功地利用人類胚胎幹細胞開發了這兩種產品。
這項工作建立在該團隊先前對小鼠的研究基礎上，該研究使他們能夠繪製出胚胎生長過程中小腦正常發育所需的激素和生長因子。 他們現在利用這些資訊創建了一個“配方”，將其應用於人類胚胎幹細胞，以在實驗室中觸發小腦組織的發育。
「我們在這裡展示的自組織原理對於發育生物學的未來非常重要，」研究負責人 Keiko Muguruma 在一份報告中說道。新聞稿。
出版於細胞報告,研究團隊描述了他們如何先用成纖維細胞生長因子 2 處理人類胚胎幹細胞，三週後，使幹細胞分化為小腦所在的中腦/後腦區域的神經元。
五週後，幹細胞顯示出分化為小腦板神經上皮的跡象，小腦板神經上皮是神經系統中轉變為小腦的部分。
大約 15 週時，他們發現細胞表達晚期浦肯野細胞的標記（如上所示），這表明它們已經分化成這種重要且專門的神經元類型。 電生理記錄表明，這些細胞對電流的反應甚至與它們期望的功能性小腦細胞的反應相同。
然後，他們在這項研究的基礎上，在分化過程的不同階段添加了一系列不同的生長因子，以使這些小腦細胞自行組織成人腦小腦組織的分層結構。
了解這個配方將有助於研究人員利用患者重新編程的成體幹細胞創造出健康的小腦組織——這一進展可能有助於治療諸如以下疾病：脊髓小腦萎縮，這是一種退化性遺傳疾病，影響人們正常說話、行走和移動的能力。
您可以在下圖中看到小腦在人腦中的正常發育與在實驗室中的發育情況的比較。 這是一門複雜的科學，但看到研究人員最終開始解鎖和複製大腦發育確實令人興奮，因為這是能夠治療一系列新疾病的第一步。
