大脑类器官——在实验室中生长的大脑样组织的三维球,通常来自人类干细胞——一直被吹捧为它们具有让科学家在受控实验室条件下研究大脑复杂回路形成的潜力。围绕大脑类器官的讨论一直很热烈,一些科学家表示,它们将有可能迅速开发出针对破坏性脑部疾病的治疗方法,而另一些科学家则警告说,类器官可能很快就会获得某种形式的意识。
但加州大学旧金山分校的一项新研究提供了一个更为克制的观点,表明广泛使用的类器官模型甚至无法复制大脑发育和组织的基本特征,更不用说模拟复杂脑部疾病或正常认知所需的复杂电路了。
“有些人将类器官称为‘培养皿中的大脑’,但我们的数据表明,目前这种说法过于夸张,”加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所神经病学教授 Arnold Kriegstein 医学博士说, John G. Bowes 干细胞和组织生物学特聘教授,加州大学旧金山分校 Eli 和 Edythe Broad 再生医学和干细胞研究中心主任,其实验室一直是脑类器官模型开发的领导者(参见此处的先前研究,这里和这里.)“我们发现类器官不会发展出具有正常人脑回路特征的独特细胞亚型或区域回路组织。由于大多数人脑疾病对大脑中的特定细胞类型和回路具有高度特异性,这对努力提出了严峻挑战使用类器官准确地模拟这些复杂的条件。”
这项新研究于 2020 年 1 月 29 日发表在《自然》杂志上,源于该实验室正在不断努力全面绘制基因表达程序,这些程序根据正常人脑组织样本协调大脑发育,该项目由 Kriegstein 实验室博士后研究员 Aparna Bhaduri 领导,博士该实验室的目标是制作一份人类大脑发育的遗传图谱,作为比较正常大脑发育与自闭症等发育性大脑疾病出现问题的宝贵资源。
然而,当另一位博士后研究员 Madeline Andrews 博士开始将 Bhaduri 从大脑发育中获得的数据与实验室的类器官模型进行比较时,她很快发现正常脑组织中组织严密的发育程序在实验室的类器官中被严重破坏.
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