类器官是在培养皿中精心培养的细胞集合，旨在模拟比传统细胞培养更好的器官结构和组成，并让研究人员以独特的视角了解大脑等器官如何生长和发育。为了使它们在实验上有用，科学家们需要确定这些模型如何忠实地再现体内细胞的行为。
现在，麻省理工学院博德研究所和哈佛大学的研究人员发现，人类脑类器官复制了发育中的人类皮层的许多重要细胞和分子事件，大脑皮层是大脑中负责运动、感知和思维的部分。他们的发现今天发表在Cell上。
该团队从干细胞中培育出大脑类器官，并在六个月的时间内仔细研究了它们的生长情况，使用的工具可以在单细胞水平及以上水平绘制细胞位置、基因表达和染色质可及性——这决定了基因活性是如何被调节的——时间。然后，他们构建了一个“图谱”，描述了超过 600,000 个来自类器官的细胞，这些细胞在发育和成熟时被采样。研究小组发现，在第一个月之后，在他们制造的每个类器官中，相同类型的细胞以相同的顺序发育并表达与发育中的人类胚胎中的细胞相同的基因。
“这对我们来说非常重要，”该研究的资深作者、博德研究所成员、史丹利精神病学研究中心副成员、干细胞和再生生物学 Golub 家族教授 Paola Arlotta 说。在哈佛大学。“这告诉我们，我们可以使用这些人脑类器官来研究人脑发育过程，否则我们将永远无法研究。”
研究人员还能够识别基因表达模式和其他人类独有的关键发育因素。他们认为，由于这些类器官是早期大脑发育的相当准确的模型，并且可以在实验室中从少量干细胞中大量生长，因此这些模型可以帮助加速对大脑健康和神经发育障碍的研究。
“该领域已经花费——并将继续花费——大量时间来开发更好、更可靠、更容易培养的人脑类器官，”Arlotta 说。“现在我们已经表明，我们已经达到了这样一个地步，即它们足以研究人类大脑皮层的一些生物过程。这将使该领域更深入地了解我们的大脑是如何制造的，以及是什么让它很特别。”
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