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多能干细胞天生带“视杯”的类脑器官


发布时间: 2021-08-19

  多能干细胞天生带“视杯”的类脑器官
  有助研究大脑和眼睛互相作用

  科技日报北京8月18日电 (实习记者张佳欣)依据17日发表在国际有名干细胞杂志《细胞·干细胞》上的一项研究,人类引诱的多能干细胞(IPSCs)可以用来形成含有“视杯”(可形成视网膜)结构的类脑器官。该类器官自发地从类脑区域的前部发育出两侧对称的“视杯”,证实了IPSCs在高度复杂的生物过程中的自我复制才能。

  研究人员表示,这一发明凸起了大脑类器官产生原始感官结构的不凡能力,这些结构对光敏感,并且领有与人体细胞相似的细胞类型。

  该类器官能够辅助研究胚胎发育进程中的大脑和眼睛的彼此作用,模仿先本性视网膜疾病,并生成用于个性化药物测试和移植医治的患者特异性视网膜细胞类型。

  人类大脑发育和疾病的很多方面都可以应用从多能干细胞衍生的3D脑器官来研究,这种细胞可以分化成体内所有类型的细胞。

  此前,研究人员应用人类胚胎干细胞分化出“视杯”,“视杯”形成了视网膜。另一项研究表明,“视杯”状结构可以从IPSCs中发生,这些IPSCs来自成年细胞,这些细胞已经被基因从新编程回到相似胚胎的多能性状况。

  从前,由多能干细胞制作“视杯”的重点是生成纯视网膜。在此项研讨之前,“视杯”跟其余3D视网膜构造还无奈在功效上整合到大脑器官中。

  为了实现这一目的,研究团队修正了他们之前开发的将IPSCs转化为神经组织的计划。人脑类器官如若构成“视杯”,最早在30天内呈现,并在50天内成长为可见结构。这一时光框架与人类胚胎中视网膜发育的时间框架类似。

  研究职员从IPSCs供体中生成了314个大脑类器官,其中72%的类器官造成了“视杯”。这些结构包含不同类型的视网膜细胞,它们形成了对光有反映的电活性神经元网络。“视杯”大脑类器官还含有晶状体和角膜组织,并显示出视网膜与大脑区域的衔接。

  研究人员表现:“在哺乳动物的大脑中,视网膜神经节细胞的神经纤维向外延长,与它们的大脑目标相连,这在体外系统中从未出现过。”

  将来,研究人员打算开发出“视杯”长期坚持活气的策略,利用它们来研究导致视网膜疾病的机制。

  总编纂圈点

  类器官技巧的出现,可以说为人们研究各种组织供给了强盛工具。不外大脑类器官的生成往往要更为庞杂一点,起因无他——咱们对大脑及其神经体系的了解迄今尚不能说十分透辟。此次涌现的大脑类器官包括了不同类型的视网膜细胞,其一方面赞助迷信家进一步懂得视觉与脑部的亲密关联,另一方面,这个高度生理相干系统,为无数被视网膜疾病困扰的患者,带来了根治的盼望。 【编辑:叶攀】

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