实验室培育的迷你大脑暗示了运动神经元疾病和额颞叶痴呆的潜在治疗选择 _生活百科

【实验室培育的迷你大脑暗示了运动神经元疾病和额颞叶痴呆的潜在治疗选择】肌萎缩侧索硬化症是一种常见的运动神经元疾病，通常与额颞叶痴呆 (ALS/FTD) 重叠，可影响年轻人，主要发生在 40-45 岁之后。这些情况会导致肌肉无力的破坏性症状，并伴随记忆、行为和个性的变化。能够培养大脑的小器官样模型(类器官)使研究人员能够了解在 ALS/FTD 最早阶段发生的情况，早在症状开始出现之前，并筛选潜在的药物。

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一般来说，类器官，通常被称为“微型器官” ，正越来越多地用于模拟人类生物学和疾病。仅在剑桥大学，研究人员就使用它们来修复受损的肝脏、研究肺部的 SARS-CoV-2 感染以及对怀孕的早期阶段进行建模，以及许多其他研究领域。
通常，研究人员从患者的皮肤中取出细胞并将细胞重新编程回它们的干细胞阶段——这是一个非常早期的发育阶段，在这个阶段它们有可能发育成大多数类型的细胞。然后可以将它们作为模拟器官特定元素的 3D 簇在培养物中生长。由于许多疾病部分是由我们的 DNA 缺陷引起的，这项技术使研究人员能够了解细胞变化——通常与这些基因突变相关——如何导致疾病。
剑桥大学 John van Geest 脑修复中心的科学家使用源自 ALS/FTD 患者的干细胞来培育大脑类器官。这些在胚胎和胎儿发育里程碑、3D 结构、细胞类型多样性和细胞间相互作用方面类似于人类大脑皮层的一部分。
尽管这不是科学家第一次从神经退行性疾病患者身上培育出微型大脑，但大多数努力只能在相对较短的时间内培育它们，代表了有限范围的痴呆症相关疾病。在今天发表在《自然神经科学》杂志上的研究结果中，剑桥团队报告说，这些模型从含有 ALS/FTD 中最常见基因突变的干细胞中培养 240 天，这在以前是不可能的——在未发表的工作中，该团队已经将它们培养了 340 天.
领导剑桥临床神经科学系研究的资深作者 András Lakatos 博士说：“神经退行性疾病是非常复杂的疾病，会影响许多不同的细胞类型，以及随着疾病的进展这些细胞在不同时间如何相互作用。
“为了接近捕捉这种复杂性，我们需要更长寿的模型并复制那些通常会发生干扰的人类脑细胞群的组成，这就是我们的方法所提供的。我们不仅可以看到可能发生的事情在疾病的早期——早在患者可能出现任何症状之前——但我们也可以开始看到每个细胞中的干扰如何随时间变化。”
虽然类器官通常以细胞球的形式生长，但第一作者 Kornélia Szebényi 博士在 Lakatos 博士的实验室中生成了患者细胞来源的类器官切片培养物。这项技术确保模型中的大多数细胞都能获得维持生命所需的营养。
Szebényi 博士说：“当细胞聚集在更大的球体中时，核心细胞可能无法获得足够的营养，这可以解释为什么以前尝试从患者细胞中长期培养类器官的尝试一直很困难。”