科学家首次使用来自多个人的细胞建立了3D脑模型。
研究人员称之为“嵌合体”的新型混合动力创作是一种变体 脑器官 —由组织制成的微型3D模型模仿了全尺寸大脑的结构和功能。这些模型比2D细胞模型或像实验室小鼠(如2D细胞模型)更准确。因此,科学家希望这些模型会 加速药物研发。
通常,脑类器官是从仅从一个供体收集的细胞中生长的。这意味着他们无法捕获人们之间存在的遗传变异性,这可能会影响个人的大脑发育及其对药物的反应。
据6月26日发表的一项新研究的科学家说,创建嵌合体可以克服这一障碍 自然。他们说,在药物测试的早期阶段,这种“菜肴中的村庄”可能特别有用。
研究人员有 以前种植 来自不同人的干细胞的脑细胞片,但这是第一次以这种方式种植大脑的3D模型。
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“嵌合体是一种令人兴奋的工具,它将在神经发育领域被广泛采用,可能具有多种应用,” Aparna Bhaduri,加州大学洛杉矶分校的生物化学助理教授未参与这项研究,他在 研究评论。
为了制造嵌合体,研究人员从五个人那里收集了干细胞,然后在实验室中使用了诱导生长的化学物质将其诱使它们成长为脑器官&mdash。每个人都只有一个人。然后,科学家将所得的类器官撕裂,并重新组合其中的细胞形成嵌合体。这确保了每个嵌合体包含从每个人得出的相等数量的细胞。
三个月后,嵌合体的直径约为0.12至0.2英寸(3至-5毫米),并包含通常在范围内发现的所有相同类型的细胞 皮质 —大脑的最外层—胎儿。
另外,团队将嵌合体暴露于两种神经毒性化学物质:乙醇 胎儿酒精谱系,以及抗癫痫药丙戊酸,可以 增加出生缺陷的风险。该小组发现,来自不同供体的细胞对这些药物的反应有所不同,例如,化学物质如何阻碍其生长。
该团队说,如果缩放以遏制更多人的细胞,嵌合体可以从理论上帮助确定患者在临床试验中对药物进行测试之前的反应。然后可以将它们隔离为特定的治疗反应组。
“我对使用类器官(例如嵌合体)来开发全新的方法来实现神经系统疾病的治疗创新的全新方法的未来,我感到兴奋。” 保罗·阿洛塔(Paola Arlotta),哈佛大学的共同研究作者以及干细胞和再生生物学教授,在一封电子邮件中告诉Live Science。
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