新方法快速产生“迷你大脑”类器官

加州大学圣地亚哥分校的研究人员近日在《Stem Cells and Development》上报道称，他们开发出一种新实验方案，能够从原代细胞直接生成“迷你大脑”类器官。这有望更快速、更经济地生成人类大脑的类器官。

大脑是人体中最复杂的器官，但目前的研究受到实验模型的限制。动物模型只是部分模拟了人类大脑的发育和异质性；人诱导多能干细胞虽然有望替代动物模型，但细胞重编程和分化的过程又耗时又烧钱，因此应用范围有限。为此，人们需要一种更优质的模型。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员近日在《Stem Cells and Development》上报道称，他们开发出一种新实验方案，能够从原代细胞直接生成“迷你大脑”类器官。这有望更快速、更经济地生成人类大脑的类器官。

对于复杂的大脑而言，单细胞研究显然无法再现复杂的神经网络，而胚胎研究又受到伦理问题的限制。近年来，人体类器官的开发让细胞功能、疾病和治疗得到了更深入的研究。

“大脑类器官可以形成多种脑区。它们展现出的神经元是有功能的，能够实现电激发。在基因表达水平上，它们类似于人类皮层发育，”加州大学圣地亚哥分校干细胞项目主任Alysson Muotri解释道。他也是这篇文章的通讯作者。

然而，人类大脑类器官的制备过程不仅复杂，而且昂贵。人们必须首先从皮肤细胞或成纤维细胞中获得多能干细胞（iPSC），才能生成其他类型的细胞。之后，这些多能干细胞须经过定向分化，以产生组成器官的各种细胞类型。

Muotri领导的团队对这个过程进行了压缩和优化，能够对体细胞进行重编程，直接在96孔板中生成皮质类器官。原理验证的数据表明，这种方法生成了大量样本，可用于人类神经发育的实验评估。

“（这种方案的）潜在应用是巨大的，包括建立大型的大脑类器官资源以及发现一些人类神经系统疾病的致病变异，如自闭症谱系障碍，这些疾病目前与几种未知意义的突变相关联。如果我们想要了解人类认知的可变性，这是第一步，”Muotri总结道。