科技日報北京2月29日電 （記者劉霞）美國和以色列科學家在實驗室中培育出了人類中樞神經系統最早發育階段的微型三維（3D）模型，該類器官在實驗室中生長了40天。這是科學家首次在實驗室中模擬胚胎大腦和脊髓的所有組成部分，有望加深人們對早期發育過程中出現的腦部疾病的理解。相關研究論文28日發表于《自然》雜志。
類器官是一種迷你3D模型，由活組織培育而成，旨在模仿人體器官獨特的復雜性。近年來，科學家培育出大量類器官，包括大腦類器官。但研究團隊表示，最新成果是科學家首次在實驗室中模擬胚胎大腦所有組成部分：前腦、中腦、后腦和脊髓。
新模型使用人類多能干細胞培育。團隊首先將干細胞組成約4.39厘米長、0.018厘米寬的一排，與4周大人類胚胎中存在的神經管的形狀和大小相似。然后，他們將這一排細胞插入一個包含許多微小通道的微流體裝置中，讓細胞接觸不同化學物質，促進細胞生長，并形成類似早期中樞神經系統的3D結構。他們還添加了一種凝膠，驅使干細胞分化成神經元。
在40天內，類器官內的細胞自我組織成類似于人類胚胎大腦和脊髓發育早期階段的結構，極好地模仿了11周大胚胎的發育程度。
研究人員表示，新模型還存在一些局限性。如類器官中的神經管看起來與人類神經管大相徑庭，因此不太可能用于研究神經管發育不全引起的疾病。他們希望進一步改善，并使用直接從患者身上收集的干細胞來研究不同人腦疾病。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07204-7
本文鏈接：人類中樞神經早階三維模型面世http://m.sq15.cn/show-11-3387-0.html
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