据中新网报道 脑科学是生命科学研究的重要领域之一,在理解人脑、干预脑疾病以及开发人工智能等方面具有重要作用。过去,研究大脑主要借助模式动物和二维细胞培养等模型的方式。近年来,脑类器官的出现为探索人脑奥秘提供了新的机遇。
上海科技大学近日宣布,其生命科学与技术学院向阳飞课题组构建了脊髓三叉神经核团(SpV)特异的人脑类器官,并完成了核团相关的脑区间连接体外模型的构建。
这项工作首次实现了SpV特异的人脑类器官构建,也首次完成了核团相关的脑区间连接体外模型的构建,为研究人脑核团发育、神经靶向投射及相关病理机制提供了新的模型。
上科大表示,后脑延髓在调控众多基本生命功能中发挥重要作用。然而,针对这一区域的脑类器官模型仍然缺乏,特别是在延髓特定核团的构建方面仍为空白。
据介绍,位于延髓的SpV是最大的颅神经核,也是三叉神经核的关键结构,主要负责接收颅面部感觉信息并将这些信息传递至丘脑。虽然SpV密切参与了正常生理功能维持及多种病理机制发生,但目前尚未有针对SpV的人源研究模型。
为建立特异模拟SpV的脑类器官,研究人员探索了人类多能干细胞体外三维神经分化的精细调控机制。此外,还研究了长期培养下的SpV类器官中神经组织结构和功能特征。研究人员发现,SpV神经元在长期培养的类器官中自发形成轴突束结构,表明了其潜在的投射能力。
据介绍,脑类器官已被广泛应用于研究脑发育、遗传性脑发育疾病、神经退行疾病、脑进化、再生医学、脑肿瘤以及病原体感染等领域。
脑类器官的局限性在于它并不能替代人脑。向阳飞说,此次构建的人脑类器官无法完全替代人体内对应的组织。然而,从细胞组分、空间自组织及功能等方面重现体内脑组织的精细结构及其发育过程,依然是技术发展中的重要一步。
类器官
类器官即类似于真实器官的微型模型,通过对多能干细胞或者成体细胞进行体外三维培养,自组织形成,与人体器官结构高度相似,并能复现被模仿器官的部分功能。近年来,类器官领域发展迅速,脑类器官已被广泛应用于研究脑发育、遗传性脑发育疾病、神经退行疾病等领域。