哥本哈根大學(xué)的干細(xì)胞研究人員設(shè)計(jì)了早期胚胎大腦的模型。該模型將增加我們對(duì)人腦發(fā)育的理解，從而可以加快干細(xì)胞治療諸如帕金森氏病，癲癇和癡呆癥等腦疾病的發(fā)展。

科學(xué)家對(duì)人腦了解很多，但對(duì)人腦的了解卻很少。尤其是，到目前為止，從胚胎發(fā)育的第二周到第七周的階段實(shí)際上是大腦研究人員未知的領(lǐng)域。

為了進(jìn)一步了解這一特定時(shí)期，衛(wèi)生與醫(yī)學(xué)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)系和諾和諾德基金會(huì)干細(xì)胞生物學(xué)中心的研究人員現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種模型，該模型可模擬實(shí)驗(yàn)室中人腦的這些早期階段。

該模型基于在與瑞典隆德大學(xué)的生物工程師合作開(kāi)發(fā)的微流體系統(tǒng)中生長(zhǎng)的胚胎干細(xì)胞。

“我們知道，在胚胎早期，大腦會(huì)接觸各種濃度的生長(zhǎng)因子，這些因子會(huì)誘導(dǎo)形成不同的大腦區(qū)域。通過(guò)使用微流控方法，我們可以在極其受控的條件下，重建早期胚胎中發(fā)現(xiàn)的環(huán)境，解釋了研究的第一作者佩德羅·里菲斯(Pedro Rifes)助理教授。

“當(dāng)我們將干細(xì)胞暴露于可控的環(huán)境中時(shí)，我們可以在卵受精后大約四到五周的非常早期階段創(chuàng)建類似于胚胎腦的組織，這是迄今為止我們尚無(wú)法研究的階段。”

人腦的發(fā)育樹(shù)

研究人員將使用新模型繪制大腦細(xì)胞發(fā)育的圖譜，大腦細(xì)胞是大腦的一種“發(fā)育樹(shù)”，從而學(xué)習(xí)有關(guān)人類大腦中不同神經(jīng)細(xì)胞的巨大復(fù)雜性如何形成的新知識(shí)。早期的胚胎階段。

這項(xiàng)研究的主要科學(xué)家說(shuō)：“這是我們首次接觸到類似于早期胚胎大腦的組織，這使我們能夠進(jìn)入并分析每個(gè)發(fā)育階段每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的變化。” Agnete Kirkeby教授。

這個(gè)想法是，全世界的大腦研究人員將能夠使用大腦的這種“發(fā)育樹(shù)”作為指導(dǎo)，以生產(chǎn)用于干細(xì)胞療法的不同類型的神經(jīng)細(xì)胞。通過(guò)研究神經(jīng)細(xì)胞的自然發(fā)育，研究人員將能夠在實(shí)驗(yàn)室中加快生產(chǎn)特定神經(jīng)細(xì)胞的配方的創(chuàng)建。

干細(xì)胞治療食譜

Agnete Kirkeby非常了解加快干細(xì)胞治療途徑的重要性。她與隆德和劍橋大學(xué)的同事們一起工作了幾年，致力于開(kāi)發(fā)針對(duì)帕金森氏病的干細(xì)胞療法。這個(gè)項(xiàng)目要求柯克比和她的同事生產(chǎn)一種非常特殊的神經(jīng)細(xì)胞，即多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞，這是在帕金森氏病中丟失的細(xì)胞。

“我們已經(jīng)在該項(xiàng)目中走了很長(zhǎng)一段路，不久將能夠首次在人體中測(cè)試干細(xì)胞治療。但是，由于我們依賴反復(fù)試驗(yàn)，我們花了十多年的時(shí)間才走到這一步。從干細(xì)胞發(fā)育出正確的神經(jīng)細(xì)胞的方法學(xué)。”

借助新模型的知識(shí)，研究人員希望將來(lái)能夠大大縮短這一過(guò)程。

“如果我們確切地了解大腦在早期的發(fā)育方式，那么在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)人類神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，我們將更好地指導(dǎo)干細(xì)胞向正確的方向發(fā)展。這將使我們能夠更快，更有效地開(kāi)發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞療法。癲癇病，帕金森氏病和某些類型的癡呆癥等疾病。” Agnete Kirkeby說(shuō)。

測(cè)試環(huán)境毒素的新選擇

除了增加我們對(duì)大腦發(fā)育的知識(shí)并簡(jiǎn)化未來(lái)干細(xì)胞治療的途徑之外，Agnete Kirkeby認(rèn)為，胚胎腦模型也可能具有其他有用的用途。

“該模型可用于研究胚胎早期階段的腦細(xì)胞如何對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钪械哪承┗瘜W(xué)物質(zhì)做出反應(yīng)，這些化學(xué)物質(zhì)可能是我們環(huán)境中，消費(fèi)品中或某些孕婦可能需要的藥物中的物質(zhì)。所以到目前為止，我們還沒(méi)有一個(gè)好的模型來(lái)對(duì)此進(jìn)行精確測(cè)試。”

該研究發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上。