iPSC源脑类器官能模拟胎儿早期大脑发育2024-01-04 08:52:08
2005年,YoshikiSasai领导的研究小组在脑类器官的研究中取得了开创性的成果。该小组率先通过细胞聚集悬浮培养法使用小鼠ESC成功地在体外建立了模仿小鼠大脑的3D神经组织。另一课题组在2008年改进了脑神经组织分化方法,利用人类ESC进行3D分化,使得诱导形成脑组织成为可能。在这项研究中,该小组利用胚胎学的发现来建立一种悬浮培养方法,通过这种培养方法试图重现神经发育过程。此后,该小组使用小鼠和人类胚胎干细胞诱导许多神经区域的3D分化,包括大脑皮层、下丘脑、腹侧端脑、视杯、垂体前叶、小脑、海马体和丘脑。这种培养方法最大的优势在于可实现复杂组织的长期3D培养。有研究者报告了诱导人类ESC和诱导人类iPSC以产生细胞聚集体,其中包括来自多个神经区域的组织,例如大脑、神经视网膜和脉络丛,该研究小组将其称为脑类器官,并提议使用来自患者的iPSC作为小脑畸形的疾病模型。从那时起,脑类器官的研究既侧重于探究大脑发育过程和基因表达方式,也侧重于构建大脑相关的疾病模型。滕紫薇等发现差异表达基因AKR1C3、KCNJ10可能参与萝卜硫素促进大脑类器官前额发育和神经元分化,这有助于为萝卜硫素改善精神疾病和神经退行性疾病患者的认知和症状提供证据支持。此外,人类iPSC源脑类器官能模拟胎儿早期大脑发育,有研究者用器官芯片技术建立多种人类iPSC源脑类器官芯片病理模型,该芯片可原位模拟iPSC胚体形成和分化,同时注入微流体以模拟血管营养供给和外界物质刺激等过程,实现长期类脑培养及外界慢性刺激,这样可进一步结合组织学和分子生物学方法研究病理分子机制。
出自《脑类器官研究进展和伦理问题研究》作者方彩霞,王振运,白晓东.
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