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科学家用人皮细胞生长出小型头脑


2015/6/12  编辑:admin 来源:本站整理   

这听起来也许像是科幻片里才会发生的事, 但类器官(organoids)一点都不科幻, 这些3D的结构是就在实验室里用细胞生长出来像器官的东西, 它们被用来研究人类的生长、试新药、与更了解病毒。 利用先进的组织培养技术, 科学家已经可以能够生长出小型肝脏, 心脏和小肠的一些部位。

现就在研究家可以能够生长出小型头脑, 而且功能还跟真的一样, 让科学家有机会研究人脑组织的功能。 这些叫做”人类大脑皮层球体状”的东西( human cortical spheroids)不只与人类大脑皮层(负责语言, 思维, 感知和信息处理的部位)的结构与组织相似, 它们还是有运作良好的神经元可以能够互相传送讯息。


科学家真的希望这些小型头脑可以能够增加我们我自己对神经系统system的了解, 与解开造成神经精神疾病(像是自闭症和精神分裂症)的原因。

研究家Sergiu Paşca 说“研究精神病最大的问题就是我们我自己再也不能够直接接触到大脑。 这些球体状与皮层的3D构造很像, 而且与胎儿大脑的基因表现模式很类似。 ”

科学家用人皮细胞生长出小型头脑

我从脑部扫描和验尸能够得到的资讯有限, 科学家认为类器官可以能够改善这情况。 之前科学家会一直不断再也不能够制造出大脑细胞的3D结构, 而2D模型也再也不能够复制神经系统system的复杂构造与获取重要资料的功能。

为了要制造更好的类器官, 史丹佛大学的研究家们用五个人的皮肤细胞, 他们先把它变成空白的细胞叫做多功能干细胞(pluripotent stem cells或iPSCs), 这些细胞很好用因为他们有可以能够变成身体上任意一个细胞的能力。 .

它们先就在单细胞里生长, 之后再被放到特别的盘上(防止黏住表面)让它们可以能够生长成3D。 这些细胞很快的现在开始制造小圆形的菌落, 所以研究家再加入混合过的分子进去, 让它们可以能够变成未成熟的脑细胞。 时间过后这些会现在开始变成神经元与星形胶质细胞(astrocyte)。 这些细胞会包住神经元或突触的联系, 而扮演重要的角色像是给细胞代谢的支撑与管控信号的传送。

科学家用人皮细胞生长出小型头脑

当科学家把这些细胞球切片, 他们发现有跟人​​类皮层一样的3D排列。 更重要的是功能测试显示80%的神经元被刺激后可以能够发送send讯号, 而86%有跟大脑一样的自主活动系列与网络net活动系列。

科学家用人皮细胞生长出小型头脑

这研究还就在初期阶段, 而要取代动物的大脑还是有很长的路要走。 但可以能够用人细胞长出这些结构可以能够让个体化治疗(personalized medicine)更有效。 它也可以能够让我们我自己更了解脑部疾病(像是癫痫病)的生化和发展变化。

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