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奥地利等国科学家培养出“迷你人脑” 可用于疾病治疗研究
来源:路透社 | 作者:郜婕 | 2013/8/29 14:56:53 | 浏览:940 | 评论:0

  奥地利等国科研人员利用人类干细胞,首次在实验室中培养出具有人类大脑一些特有组成部分的“类脑器官”,又称“迷你人脑”。

  “迷你人脑”有助更好地了解人类大脑发育过程,也有助确定精神分裂症等疾病的发病机制。

始于干细胞

  “迷你人脑”培养始于人体干细胞,由奥地利分子生物技术研究所研究员于尔根•克诺布利希和马德琳•兰开斯特与英国、德国等方面的研究人员合作完成。

  研究人员利用特别搭配的多种营养物质,促使干细胞生长并组成复杂结构,以此培养出可以形成脑和神经系统的神经外胚层。神经外胚层组织碎片被放置在一个旋转生物反应器内,在有氧气循环和养分供给的环境下逐渐形成“类脑器官”。

  按研究人员的介绍,开始培养一个月后,神经外胚层碎片组成视网膜、脉络丛和大脑皮层等大脑组成部分。两个月后,“迷你人脑”长成,尽管大小仅4毫米,结构细密程度难以与发育完成的人脑相比,却拥有能够放电的神经元和多种脑神经组织。

  “迷你人脑”问世标志着科学家首次成功以“三维”形式复制人脑组织形成过程。克诺布利希说,在这次实验中,“迷你人脑”的大小“无关紧要”。

可用于治病

  克诺布利希说,培养“迷你人脑”的目的不是“制造完整的人脑”,而是分析人类大脑组织发育过程,创造可用于研究一些疾病发病机制的生物模型。

  利用“迷你人脑”,克诺布利希和同事模拟出小头畸形症的发病过程并确定病因。

  他们预计,这一技术今后还可以用于研究精神分裂症、孤独症、抑郁症等影响全球数以百万计人的疾病。

  英国帝国理工学院临床神经科学教授保罗·马修斯说,“迷你人脑”有望成为“了解大脑发育障碍原因的全新工具,也可用于试验可能的治疗方法”。

  英国约翰·拉德克利夫医院神经科医生扎米勒·卡德尔说,“迷你人脑”培养成功“令人兴奋”,拓展干细胞技术协助人类了解大脑发育、研究疾病成因和研发新药的可能性。

人造脑仍远

  人类大脑形成始于一些结构相对简单的组织,却能迅速发育成自然界已知最为复杂的结构之一,其中具体过程对科学界而言仍属未知。

  就人工培养真正人脑的前景,克诺布利希和其他科研人员承认,前路漫漫。

  英国加的夫大学精神病学讲师迪安•伯内特说:“人类大脑是已知宇宙中最为复杂的东西,其中众多组成部分与整个人体之间的联系和相互作用难以计数。”

  伯内特说:“想利用实验皿中的一些组织复制大脑的运行,好比刚发明算盘就想用它来运行最新版微软Windows操作系统——两者之间有联系,但我们距离实现那样的应用还有长路要走。”


记忆力衰退或可逆 老年人能再拥有“年轻”大脑(林小春) 

  年龄增大与记忆力下降之间通常可画上等号。但美国一项利用小鼠进行的实验显示,这种记忆力衰退的情况并非不可“扭转”,增加一种叫做RbAp48的脑蛋白或许能让老年人再次拥有“年轻”大脑。

  美国哥伦比亚大学医学中心研究人员28日在《科学-转化医学》杂志上报告说,他们从哥伦比亚大学人脑库中获得了8个人类大脑,其中有年轻人的也有老年人的,这些大脑来自那些选择在死后为科研捐脑的人。经对比研究,他们在脑记忆中心海马区中找到17个在老年人脑中不能正常工作的基因,这些基因都位于海马区中一个叫齿状回的区域。

  进一步研究发现,在这17个基因中,受到衰老影响最严重的基因是RbAp48。该基因的表达以及由该基因产生的RbAp48蛋白量在老年人大脑的齿状回中减少了几乎一半。

  为弄清楚RbAp48对记忆力的影响,研究人员开展了小鼠试验,结果发现,在年轻小鼠中“关闭”该蛋白会导致它们健忘,而在老年小鼠中增加该蛋白则恢复了它们的记忆。论文第一作者、哥伦比亚大学助理研究科学家埃利亚斯·帕夫洛普洛斯说:“增加蛋白不仅改善了小鼠在记忆力测试中的表现,而且其表现可与年轻小鼠相媲美,这让我们大吃一惊。”

  这项成果表明,老年人中的记忆力衰退可能是因为脑中RbAp48蛋白含量低下所致,而这一过程是“可逆的”,增加该蛋白或可“扭转”老年人的记忆问题,以此蛋白为标靶将来也许能开发出新疗法。

  此外,这项发现也有力表明,与年龄有关的记忆力衰退不同于阿尔茨海默氏症(又称早老性痴呆症),与年龄有关的记忆力衰退是因为神经细胞出现功能性变化,而阿尔茨海默氏症则是神经细胞大量死亡。

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