非动物细胞也可以产生人脑类器官

摘要：研究人员创新了一种方法来生产实验室培养的迷你大脑，称为人脑类器官，不含动物细胞，有望对神经退行性疾病进行更准确的研究和治疗。
此前，大脑类器官是使用一种来自小鼠肉瘤的物质（称为基质胶）来培养的，由于其成分不明确和变异性，导致了不一致。新方法使用不含动物成分的工程细胞外基质，改善大脑类器官的神经发生。
这一突破使得能够更准确地复制人类大脑状况，并可能为 ALS 和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的个性化治疗打开大门。
主要事实：

新的大脑类器官是使用不含动物成分的工程细胞外基质生长的，克服了以前方法的变异性问题。
与之前的研究相比，使用这种新方法的实验室培养的类器官显示出增强的神经发生。
这种方法允许对患有神经退行性疾病的患者的细胞进行潜在的重新编程，为个性化治疗铺平了道路。

资料来源：密歇根大学

密歇根大学的研究人员开发了一种方法来生产人工生长的微型大脑（称为人脑类器官），不含动物细胞，可以极大地改善神经退行性疾病的研究和最终治疗方式。
在过去十年研究神经系统疾病的过程中，科学家们探索了使用人脑类器官作为小鼠模型的替代品。
到目前为止，为脑类器官（称为细胞外基质）中的细胞提供结构的蛋白质和分子工程网络通常使用一种源自小鼠肉瘤的物质，称为基质胶。
该方法存在明显的缺点，成分相对不明确，且批次间存在差异。
密歇根大学的最新研究发表在 《临床和转化神经病学年鉴》上，提供了克服 Matrigel 弱点的解决方案。
研究人员创建了一种新颖的培养方法，该方法使用人脑类器官的工程细胞外基质（不存在动物成分），并且与之前的研究相比，增强了脑类器官的神经发生。
“在开发不含动物成分的人脑类器官方面取得的进展将使我们对神经发育生物学的理解取得重大进展，”资深作者、密歇根大学生物界面研究所所长、沃尔夫冈·保利学院教授 Joerg Lahann 博士说。密歇根大学化学工程。
“长期以来，科学家们一直在努力将动物研究转化为临床，而这种新颖的方法将使转化研究更容易从实验室走向临床。”
研究小组的大脑类器官的基础细胞外基质由人纤连蛋白组成，这种蛋白质是干细胞粘附、分化和成熟的天然结构。它们由高度多孔的聚合物支架支撑。
这些类器官培养了数月，而实验室工作人员由于 COVID 19 大流行而无法进入大楼。
利用蛋白质组学，研究人员发现他们的大脑类器官发育出了脑脊髓液，这是一种在健康大脑和脊髓周围流动的透明液体。与在 Matrigel 中开发的人脑类器官的里程碑式研究相比，这种液体与成人脑脊液更加匹配。
“当我们的大脑在子宫内自然发育时，它们当然不会在小鼠癌细胞产生的细胞外基质床上生长，”第一作者、密歇根大学高分子科学研究生 Ayşe Muñiz 博士说。以及工作时的工程计划。
“通过将细胞置于更接近其自然环境的工程利基中，我们预测我们将观察到类器官发育的差异，更忠实地模仿我们在自然界中看到的情况。”
密歇根大学 ALS 卓越中心主任、合著者 Eva Feldman 博士和 James W.密歇根大学医学院阿尔伯斯神经病学杰出教授。
费尔德曼说：“有可能从患有肌萎缩侧索硬化症或阿尔茨海默氏症等疾病的患者身上提取干细胞，并从本质上构建该患者的迷你大脑，以研究可能的治疗方法或模拟他们的疾病将如何进展。”
“这些模型将创造另一种途径来预测疾病并在个性化水平上研究治疗方法，以应对因人而异的情况。”
其他作者包括 Tuğba Topal 博士、Michael D. Brooks 博士、Angela Sze、Do Hoon Kim、Jacob Jordahl 博士、Joe Nguyen 博士、Paul H. Krebsbach，DDS ，博士，Masha G. Savelieff，均来自密歇根大学。
AJM 由美国国家科学基金会资助，资助号：DGE 1256260。ELF 感谢 Robert 和 Katherine Jacobs 健康环境倡议基金、Andrea 和 Lawrence A. Wolfe 脑健康倡议基金、Robert E. Nederlander Sr. 阿尔茨海默病研究计划以及 NeuroNetwork 新兴疗法。我们感谢密歇根大学生物界面研究所（ELF 和 JL）的资助。
(责任编辑：泉水)

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