【科學家在腦類器官研究領域取得重大突破 首次成功利用多個人的細胞培育出3D大腦模型】

綜合外媒報導,科學家在腦類器官研究領域取得重大突破,首次成功利用多個人的細胞培育出3D大腦模型,這些新穎的混合體被稱為「嵌合體」(chimeroids)。嵌合體是由模仿完整大腦結構和功能的組織組成的微型3D模型,比起2D細胞模型更能準確地反映人類生物學。這項研究是由哈佛大學的幹細胞和再生生物學家團隊,與麻省理工學院和哈佛大學創立的布羅德研究所(Broad Institute)三位同事合作完成的。這項突破發表在6月26日的《自然》(Nature)期刊上。

研究人員認為,嵌合體模型將成為神經發育研究領域的重要工具,並可能應用於藥物測試和疾病研究。過去,腦類器官研究主要集中在利用單一供體的細胞進行培育,無法捕捉到人與人之間的基因變異,而這些變異會影響個體的大腦發育和對藥物的反應。

加州大學洛杉磯分校生物化學助理教授巴杜里(Aparna Bhaduri)在研究評論中指出嵌合體是一種令人興奮的工具,它將被廣泛應用於神經發育領域,可能擁有各種應用。為了製作嵌合體,研究人員從五個人身上收集了幹細胞,並在實驗室中使用生長誘導化學物質,將它們誘導生長成腦類器官,每個腦類器官都只包含來自一個人的細胞。然後,科學家將這些生成的類器官撕裂,並重新組合其中的細胞,形成嵌合體。這確保了每個嵌合體都含有來自每個人的等量細胞。

經過三個月,這些嵌合體的直徑約為3到5毫米,包含了在正常胎兒大腦皮層中發現的所有相同類型的細胞。研究團隊將嵌合體暴露於兩種神經毒性化學物質:乙醇(與胎兒酒精譜系障礙相關)和抗癲癇藥物丙戊酸(會增加出生缺陷的風險)。結果發現,來自不同供體的細胞對這些藥物的反應不同,例如,這些化學物質對細胞生長的阻礙程度不同。

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