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重大突破!移植到鼠脑的微型人脑长出毛细血管

媒体:网易科技报道  作者:惜辰
发布:日月峡科技 2018/4/9 15:57:08

4月9日消息,据英国《每日邮报》报道,研究者首次在实验室中培育出长出血管的微型人脑。

在向老鼠脑内植入仅一毫米长的微型人脑两周后,研究者发现微型人脑长出毛细血管并一直渗透到中央,从而实现了血液供给。

这一成果有望帮助研究者培育体积更大的大脑,以便更好地研究大脑的工作原理。未来,研究人员希望利用这一人造脑组织来治疗中风患者。

加州大学戴维斯分校的科学家团队展开了这项研究,他们最早受到的启发源自该校的血管神经外科医生本·瓦尔多(Ben Waldeu),他曾致力于研究烟雾病这种罕见疾病。

烟雾病患者的双侧颈内动脉末端等区域出现阻塞,因而阻止了血液抵达大脑的其他部位。

科学家经常利用实验室培养的干细胞来研究大脑。

但在理解复杂结构和器官方面,这些干细胞发挥的作用仍非常有限。

在所有人体器官中,人类最不了解的是大脑,而供实验用的微型大脑让研究者获得了探查大脑不同区域如何协同工作的前所未有的机会。

瓦尔多博士表示,“对这种微型大脑的整体构想是,有一天我们能够用患者的细胞培育出他丧失的大脑结构。”

“我们通过CT扫描发现了患者的脑损伤,但我们无能为力。甚至在手术和物理治疗之后,他们中很多人都遭受瘫痪等永久性神经损伤。”

瓦尔多指出,“我们有时会(通过手术)把病人的动脉移到大脑的顶部,让血管向大脑中生长。当借助微型大脑重现这一过程时,我们发现血管能够自我组合。”

微型大脑的发育区域迅速扩大,从尚未成熟的干细胞群体长成了更复杂的结构。

随着微型大脑的不断发育,血流通路也会重现一种障碍:当长到某个阶段、尺寸变得过大时,微型大脑的中部开始死亡。为了克服这一点,瓦尔多和他的同事把干细胞和其它人体细胞结合起来,以促进血管的形成。

研究团队使用了来自正接受常规手术的同一患者的内皮细胞和干细胞,以确保它们之间不会发生排斥。

当干细胞生长成小团球状,研究者用内皮细胞把这些干细胞包起来并使用一种特殊的凝胶进行孵育。

经过短时间的孵育和生长后,研究者把这个微型大脑从凝胶转移到老鼠的脑中。

研究者在老鼠的大脑中割出一个小洞,然后把它移植进去。

虽然脑部做了手术,但这只老鼠仍然活着,并在接下来的两周内成为这个微型人脑的“受体”。两周后,老鼠大脑中的血管成功地渗入微型人脑中。

这个微型人脑甚至长出了自身的毛细血管。它们整片扩散,并一直延伸到中心。

以这一发现为基础,未来的研究将能够在更大的器官组织上展开,以便研究者更多地了解人脑的更高级功能。

“这个发现很了不起,”西雅图的艾伦脑科学研究所所长克里斯托夫·科赫(Christof Koch)表示,“但研究仍处在早期。”

“接下来的问题是将这些细胞和可以接收处理信息的回路连接起来。”

科赫表示,“在看这个世界时,我会觉得它在空间上是有序的,有着左、右、远、近的空间排布,这是由于我的脑皮层是有组织的,反映了这个世界的规律性。但微型大脑这样的类器官目前还不存在这样的组织性。”

有关这一研究的文章发表在《神经报告(NeuroReport)》杂志上。(惜辰)

 

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