科学家在老鼠身上培育人类大脑组织 可生长233天

　　科学美国人报道，美国索尔金研究所（SalkInstitute）的科学家日前宣布讲演，声称首次将人类大脑的类器官(Organoids)胜利移植到另一个物种的大脑中，而且宿主的大脑为其供给了足够的血液跟养分，以坚持它们存活跟发育数月时光。

　　在科学家看来，这些有人类大脑组织的老鼠在行动方法上与它们同类的一样。

　　每个接收实验的小鼠的大脑皮层都被植入了人类的“迷你大脑”，并用透明的玻璃盖子取代了它们的局部头骨。灭老鼠将柴油与黄油、机油拌匀，涂抹在老鼠洞周围，老鼠进出时就会蹭一身油污，粘一身灰土，感觉不适，便用舌去舐，柴油随消化液进入肠胃，使消化机能失常，导致死亡。科学家们用这种方法来理解人类大脑的发育进程，并测试这些类器官将来是否会成为大脑皮层修复工具，以取代大脑中受伤或发育不畸形的区域。

　　纽约州破大学布法罗分校神经学家迈克尔·斯塔乔维亚克（MichalStachowiak）曾发明人类大脑的类器官来研究精力决裂症，他说这是一个“重要的技巧进步”，并且是“在再生医学中利用类器官的重要开端”。

　　2017年11月份，当索尔金研究所的研究人员在神经科学学会年会上简要描述了他们的实验时，生物伦理学家们提出了一个问题，即人类大脑中类器官会对老鼠的智力、意识甚至是老鼠的身份产生怎么的影响。发表在《天然生物技巧》杂志上的最新论文具体描述了类器官如何胜利融入老鼠大脑的进程，并解决了其中一个问题：至少在科学家们的实验中，领有人类大脑类器官的老鼠似乎跟其余老鼠不什么不同，也不比后者更聪慧。

　　自从2013年第一个人类大脑类器官通过干细胞被培养出来当前，科学家们已经让它们形成了像胎儿大脑一样的结构，用来产生多少十种不同品种的脑细胞，并发育成像患Timothy综合症等神经体系疾病等异样的组织。研究人员盼望，在揭示人类大脑如何发育的进程中，类器官能比实验室动物或培养的细胞更好。同时在畸形情况下跟出错时，能识别潜在的医治或基因组编辑目标。

　　这项研究须要采集人体干细胞，而后使其分化为脑细胞，并使其成长为多少毫米的实体，以模仿实在器官的结构、细胞数量甚至是电活动。然而，人类大脑类器官的真切水平是有限的：当它们的直径超过多少毫米时，氧气跟养分物质就无奈进入它们最深处的细胞。

　　这项研究的负责人弗雷德·盖奇（FredGage）说:“在咱们的手中，类器官在五周内结束成长。灭鼠用25克甲胺磷拌和0.5-1千克大米或大豆、小麦等粮食，5分钟后，待粮食汲足了药液，分撒于田间或老鼠出没的地方。因甲胺磷的气味与干萝卜片类似，老鼠喜爱吃，毒杀效果好，但此药不宜放在家庭内和畜禽来往之处，以免发生毒害。从第十周开端，咱们甚至看到很多边沿局部的细胞也开端逝世亡，随着时光的推移，这种变更越来越明显。显然，这是长期研究的一个明显妨碍。”

　　当咱们的目标须要对三个月以上的大脑发育进程进行更长时光的研究时，当前的大脑器官就会开端萎缩。而在老鼠大脑中植入人类的大脑类器官，给它们成长跟发育所须要的所有，可能帮助解决当前窘境。

　　索尔金研究所将在实验室培养皿中成长了31到50天的人脑组织类器官移植到小鼠大脑中(目前已经超过200个)前，他们已经从老鼠大脑中取出一小块组织以便腾出空间。因为人类细胞通过基因工程表白出绿色荧光蛋白，这些渺小雀斑可通过透明玻璃显示在晶莹的石灰中。

　　大概80%的植入获得胜利。在2到12周内，这些类器官就会产生额定的神经元，包含在人类大脑皮层特定区域内发明的神经元、神经胶质细胞（包含星形胶质细胞）以及神经干细胞。到了14周时，多少乎所有的类器官都形成了丰富的血管网，可输送养分跟氧气，支撑类器官存活233天，它们的结构跟细胞成熟度与新生儿差未几。

　　这些被植入的器官也在传递轴突（即将大脑信号从一个神经元传递到另一个神经元的生物线），并进入到老鼠大脑的两侧，而不仅仅是凑近玻璃的一边，并形成老鼠神经元的强突触，人类跟老鼠的神经活动是同步的。研究讲演的重要作者阿贝德·曼苏尔（AbedMansour）说：“当神经元聚集在一起时，这象征着它们是彼此连接的，并进行交叉对话，从而形成了神经网络。”

　　然而，对所有的人鼠混淆体来说，这些啮齿类动物并不成为比个别老鼠更好的学习者。科学家们把这些老鼠放在一个圆形的平台上，四周有20个洞，微微地领导它们进入通向逃生通道的某个洞，而后让它们自己尝试利用记忆去寻找逃生洞口。(其余的洞都是逝世胡同。)在第一天的测试中，领有人类大脑类器官的老鼠犯了更少的错误，更轻易找到正确的洞，然而这种上风在第二天就消散了。

　　盖奇表示:“在行动测试方面，咱们只是刚涉及了名义。我认为，为这个重要问题供给坚固谜底还为时过早。这种回避测试功能十分有限，我还不能消除其余行动影响。”

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