研究人員用人類胚胎干細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室里成功培育出了3D版的“迷你大腦”，可以真實(shí)模擬大腦的發(fā)育和功能，以及神經(jīng)細(xì)胞間的通信方式，對(duì)人類認(rèn)識(shí)大腦，治療腦疾病具有重大意義。

近日，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院、紐約干細(xì)胞基金會(huì)（NYSCF）研究所和喬治華盛頓大學(xué)的研究人員聯(lián)合提出了一種新方法，通過(guò)人類胚胎干細(xì)胞培育生成3D版的“迷你大腦”。

這些“迷你大腦”名為“大腦類器官”，可以為細(xì)胞提供與實(shí)際人類大腦相似的交互環(huán)境，研究人員可以在這些環(huán)境中更清晰地觀察大腦的發(fā)育和功能，研究相關(guān)大腦疾病的療法，并對(duì)有應(yīng)用前景的新藥物進(jìn)行測(cè)試。

髓鞘是一種覆蓋在神經(jīng)纖維上的結(jié)構(gòu)，可以幫助神經(jīng)元發(fā)出信號(hào)。當(dāng)髓鞘脫失時(shí)，細(xì)胞之間就不能有效地相互交流，導(dǎo)致身體麻木、反射喪失、運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)和疼痛等癥狀。有些疾病，如多發(fā)性硬化癥和脊髓損傷，會(huì)導(dǎo)致髓鞘脫失，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)傳導(dǎo)出現(xiàn)故障。

首次創(chuàng)造出能生成神經(jīng)細(xì)胞的3D版“迷你大腦”

新智元在這里把上面的說(shuō)法“翻譯一下“，打個(gè)簡(jiǎn)單的比方，如果現(xiàn)在有一根電線，那么神經(jīng)就相當(dāng)于電線中心的銅絲，可以傳導(dǎo)電信號(hào)。而髓鞘就相當(dāng)于電線外層的塑料保護(hù)膜，如果這層保護(hù)膜被破壞了，電線當(dāng)然就很容易漏電了。

所以，如果神經(jīng)的髓鞘脫失了（脫髓鞘），神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)當(dāng)然就會(huì)出問(wèn)題，而且一般都是大問(wèn)題。比如多發(fā)性硬化癥就是一種脫髓鞘疾病，而阿爾茨海默癥、帕金森癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病也可能與此有關(guān)。

現(xiàn)在，科學(xué)家首次創(chuàng)造出了能夠生成髓鞘的大腦類器官，能夠讓研究人員比以往更加密切地模擬大腦的結(jié)構(gòu)和功能。該成果已在線發(fā)表在《自然·方法》上。

可以生成髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞是腦細(xì)胞的一種，它的缺失會(huì)導(dǎo)致一系列致命的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

在我們的大腦中，有一種名為“少突膠質(zhì)細(xì)胞”的腦細(xì)胞，它可以生成髓鞘，這種腦細(xì)胞被認(rèn)為與髓鞘缺失相關(guān)疾病之間存在密切的聯(lián)系，但對(duì)它的重要作用的詳情一直知之甚少。

由胚胎干細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的“迷你大腦”，能夠模擬與實(shí)際大腦相仿的細(xì)胞和神經(jīng)間交互的過(guò)程，讓研究人員更準(zhǔn)確地觀察到與脫髓鞘相關(guān)疾病的機(jī)理和發(fā)病過(guò)程，并探尋與這些疾病的新療法，加速對(duì)相關(guān)疾病的藥物研發(fā)。

左邊包裹在神經(jīng)元軸突上的節(jié)狀組織就是髓鞘，右邊是放大的髓鞘結(jié)構(gòu)圖。

填補(bǔ)了大腦類器官模型的關(guān)鍵性空白

研究人員用佩梅?。≒elizaeus-Merzbacher，這是一種罕見(jiàn)而致命的遺傳病，會(huì)阻礙髓鞘的生成）患者的胚胎干細(xì)胞培育成“迷你大腦”，成功模擬了該病的發(fā)病特征。為了保證研究成果的可重復(fù)性，研究人員使用不同的干細(xì)胞分別獨(dú)立地復(fù)現(xiàn)了這一方法。

該論文的通訊作者、凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Tesar博士表示：“這個(gè)新方法讓我們更清楚地了解到，腦細(xì)胞在多發(fā)性硬化癥或佩梅病等疾病中發(fā)揮了哪些作用，細(xì)胞彼此間是如何通信的，也為開(kāi)發(fā)旨在恢復(fù)生成髓鞘的新療法提供了良好的前景。我期待繼續(xù)與NYSCF研究所合作，以更好地理解和治療與脫髓鞘有關(guān)的疾病?！?/p>

該論文作者之一、NYSCF研究所的研究人員Fossati博士表示：“與Tesar博士的富有成效的合作令我們很欣慰，成功驗(yàn)證這一技術(shù)讓我們感到興奮，很高興這一發(fā)現(xiàn)能被科學(xué)界接受。這項(xiàng)研究填補(bǔ)了大腦器官模型的關(guān)鍵性空白，相信這一新發(fā)現(xiàn)將能夠推進(jìn)多發(fā)性硬化癥，以及各種復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默病和帕金森病的療法和藥物研發(fā)?！?/p>