科学家们首次成长为——三维的、实验室培育的“迷你大脑”——来自人类胎儿的脑组织。
新的类器官可以长到米粒大小，并包含多种类型的细胞，这些细胞可以自组织成复杂的 3D 结构。研究人员还引发了小脑内脑肿瘤的生长，并测试了肿瘤对现有抗癌药物的反应。
迷你大脑模仿全尺寸大脑的发育和功能的关键方面。它们之前是从人类身上培育出来的这项新研究的作者周一（1 月 8 日）发表在该杂志上，但从未直接来自已形成的脑组织，因此新的类器官开辟了令人兴奋的可能性细胞，在一个陈述。
“到目前为止，我们能够从大多数人体器官中提取类器官，但不能从大脑中提取 - 令人兴奋的是我们现在也能够跨越这个障碍，”汉斯·克莱弗斯博士荷兰乌得勒支大学医学教授、共同高级研究作者在声明中说。
研究人员表示，微型大脑可以补充现有的干细胞衍生类器官，并促进研究大脑健康和疾病的新的、独特的方法。作者在报告中写道，虽然必须诱导干细胞模仿大脑的不同部分，但直接从大脑中摘取的组织可以精确地捕获特定发育阶段的组织。他们补充说，虽然干细胞通常必须提供“支架”才能生长，但脑组织可以自己制造。
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因此，“这些新的胎儿组织衍生的类器官可以为大脑不同区域的形成以及细胞多样性的形成提供新的见解，”第一研究作者黛利拉·亨德里克斯荷兰马克西玛公主儿科肿瘤中心附属小组负责人在声明中说。
科学家们之前已经使用过设计迷你大脑多能干细胞— 如果提供特定的化学物质混合物，原始细胞有可能成为任何类型的细胞。这些迷你脑对于研究发育和相关疾病很有用。然而，研究作者在论文中写道，直接源自脑组织的迷你脑可能为大脑特有细胞的行为和特征提供新的见解。
为了制造新的迷你大脑，研究人员从胎龄 12 至 15 周左右的已故胎儿身上采集了脑组织样本，这些样本由匿名捐赠者提供。他们使用特定的营养物质和生长因子在小平板上分别培养每种组织的小样本。每个样品在生长过程中都不断摇晃，以确保其中的所有细胞都暴露于这些化学物质，并且没有为它们提供任何生长的物理支架。
大约四到八天后，研究人员注意到“多个有组织的 3D 结构”的形成，这些结构后来成熟为具有“组织状外观”的类器官。
由此产生的迷你脑包含多种类型的细胞，包括被称为“神经干细胞”的神经干细胞。外放射状胶质细胞。胎儿组织也产生自己的细胞外基质蛋白质，充当支架并支持其 3D 组织。这可能使科学家能够进一步研究细胞环境影响他们的发展。
从某些脑组织（例如前脑）生长出来的迷你脑保留了该器官特定部分的结构特征，并且它们对参与大脑发育的特定信号分子做出反应。
在这个最初的实验中，迷你大脑生长了六个月。值得注意的是，研究人员能够从单个组织样本中培育出多个微型大脑。类器官正在作为一种新兴的，因此这种从一个样本中产生许多类器官的能力有一天可能有助于进行疾病新疗法的重复实验。
展望未来，作者希望创造出更复杂的迷你大脑版本，并有可能从不同发育阶段的胎儿组织以及能够捕获与婴儿死亡相关的大脑缺陷的患病组织中开发出它们。
喜欢人脑的其他模型作者在论文中写道，在使用这些类器官进行任何进一步的实验之前，需要“专门的道德框架”和“与捐助者和科学界的积极讨论”。例如，研究人员必须仔细考虑将人类脑组织移植到其他物种（例如啮齿类动物）的伦理学，就像在干细胞衍生的类器官。
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