多功能幹細胞第一次培育微型人類大腦

目前，科學家在實驗室里培育出微型「人類大腦」，它包含著皮質層部分，海馬體以及視網膜，是首次使用幹細胞培育而成。這個3D結構將有助於研究人員詳細地研究人類大腦早期發育階段。

奧地利分子生物學會（IMB）約根-克諾布里奇（Juergen Knoblich）說：「由於人類大腦不同於多數動物的大腦結構，研究動物大腦如何發育，僅能提供對人類大腦的大致理解。」

大腦示意圖

為了培育微型大腦，克諾布里奇和同事引入多功能幹細胞（iPS），這種成年細胞能夠再編程表現類似胚胎幹細胞的行為，對於大腦發育提供必不可少的混合營養。首先，幹細胞與神經外胚層組織區分開來，該細胞層將最終成為胚胎神經系統，該組織懸浮在凝膠腳手架上有助於3D結構的發育。

不足1個月的時間，這種幹細胞能夠生長成為類似大腦的「類器官」，直徑3-4毫米，所包含的結構類似於大腦多數區域。例如：所有類器官都包含著皮質部分，類器官中大約70%包含著脈絡簇，它能夠產生脊髓液，同時10%包含著視網膜組織。

研究小組成員瑪德琳-蘭卡斯特（Madeline Lancaster）說：「如果人們提供正確的營養物質，那麼它將具有令人驚異的自培育功能。」

然而，一個大腦區域並非完全表現為小腦，該部分大腦可以處理運動技能和語言，以及其它功能，這並不令人感到驚奇，因為該區域的發育要晚於其它大腦部分。使用成像技術，研究人員能夠探測到神經活動。

小腦解剖圖

這項實驗能夠以新視角洞察大腦發展過程中出現的問題，例如：進一步理解為什麼胚胎大腦有時未達到完全發育尺寸，這種狀況叫做頭小畸型，研究人員使用多功能幹細胞培育出類器官源自人們的大腦狀況。

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