人脑类器官植入新生鼠大脑，老鼠还是老鼠吗

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导语：

通过将类器官中的活脑细胞移植到新生大鼠体内，研究人员创造了一种研究神经发育的新方法，并表明来自一个物种的神经元可以有效地与另一个物种形成联系。

了解神经元中出现问题的原因，及导致脑部疾病的细胞和分子过程一直是帕斯卡进行这项研究的动机。许多精神和神经系统疾病在发展过程中根植于大脑——即使症状可能要到数年后才会出现——观察神经元如何发育也许是填补我们理解空白的最佳方式。

将人类大脑样组织移植到只有几天大的大鼠体内，老鼠还是老鼠吗？

10月12日，斯坦福大学的神经科学家Sergiu Paca （塞尔吉·帕斯卡）教授团队在《自然》（Nature） 杂志发表了题为《Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids》的研究论文。

研究人员将一群活的人类脑细胞从类器官移植到新生大鼠的大脑中，创造了一种研究一系列神经发育障碍的新方法。 新模型表明来自一个物种的神经元可以有效地与另一个物种形成神经连接。

脑类器官是由人类多能干细胞制成的，这些干细胞在实验室中生长，可用于研究功能性大脑发育。这种技术在自闭症和精神分裂症等神经发育障碍的研究中广受欢迎。但是，使用大脑类器官存在局限性，即培养皿中生长的神经元不会像人脑中的神经元那样长得那么大，也不会产生那么多的连接。为了继续研究类器官的大脑发育，研究人员的任务是开发一种新方法，使细胞发育到更成熟和功能水平，模拟人脑发育。他们将注意力转向新生老鼠。

在10月12日发表在《自然》杂志上的一项新研究中，研究人员将人类脑干细胞移植到 80 多个大鼠模型的大脑皮层中。在八个月的过程中，神经元增长到占据了大鼠大脑半球的三分之一。研究人员报告说，这些神经元在培养皿中的生长至少比它们通常生长的大六倍。与传统的类器官神经元相比，这些神经元具有比类器官模型更大的连接性，并且更接近地模仿人脑内的细胞。但是，与自然发育的人类神经元相比，移植细胞存在一些关键差异。干细胞并没有长成人类大脑中发现的所有类型的脑细胞，它们也没有像大脑皮层中的细胞那样发育成层。

这张大鼠大脑的横截面显示了来自人脑类器官的组织，该组织发出浅绿色荧光

在进一步的实验中，研究人员发现接受干细胞移植的大鼠与未接受干细胞移植的大鼠之间存在显着差异。当人类神经元暴露在蓝光下时，大鼠可以区分红光和蓝光，而天然大鼠则不能。此外，当研究人员触摸移植部位附近的胡须时，人类神经元就会受到刺激。

在测试神经发育障碍时，研究人员利用类器官干细胞移植来创建蒂莫西综合征模型，这是一种导致发育迟缓的遗传疾病。在类器官模型中，这些细胞看起来几乎与正常脑细胞相同。在大鼠模型中，细胞表现出异常分支，并且比未受影响的脑细胞短。

尽管这些发现为发育障碍的研究提供了重大突破，但也有一些人指出了跨物种移植的神经伦理问题。许多人质疑类器官是否可以达到“类人意识”。研究人员说，这个问题是科学家和生物伦理学家必须共同回答的问题。

老鼠还是老鼠。类器官研究的再进一步，令人期待。

参考文献：

Revah, O., Gore, F., Kelley, K.W. et al. Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids. Nature 610, 319–326 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05277-w10.1038/s41586-022-05277-w

参考链接：

https://neurosciencenews.com/organoid-neuron-rat-transplant-21626/

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本文翻译整理作者：陈锐

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