科学家们从干细胞中培育出“迷你大脑”。然后，大脑的眼睛就发育了。

在实验室中培养的迷你大脑干细胞科学家在 2021 年的一篇引人入胜的论文中报告说，自发发育出基本的眼睛结构。

在微小的、人源性的大脑上类器官在培养皿中生长，可以看到两个双侧对称的视杯生长，反映了人类胚胎中眼睛结构的发育。

这一令人难以置信的结果将帮助我们更好地了解眼睛分化和发育的过程，以及眼部疾病。

“我们的工作强调了大脑类器官产生原始感觉结构的非凡能力，这些结构对光敏感，并含有与体内发现的细胞类型相似的细胞类型。神经科学家杰伊·戈帕拉克里希南（Jay Gopalakrishnan）说德国杜塞尔多夫大学医院。

“这些类器官可以帮助研究胚胎发育过程中的脑眼相互作用，模拟先天性视网膜疾病，并产生患者特异性视网膜细胞类型，用于个性化药物测试和移植治疗。

大脑类器官不是真正的大脑，正如你可能认为的那样。它们是从诱导多能干细胞（从成年人身上收获并逆向工程成干细胞）生长而成的小型三维结构，具有生长成许多不同类型的组织的潜力。

在这种情况下，这些干细胞被哄骗生长成脑组织斑点，没有任何类似于思想、情绪或意识.

这种“迷你大脑”用于研究目的，在这些目的中，使用实际的活体大脑是不可能的，或者至少在伦理上是棘手的——例如，测试药物反应，或观察某些不利条件下的细胞发育。

这一次，Gopalakrishnan和他的同事们试图观察眼睛的发育。

在之前的研究中，其他科学家使用胚胎干细胞来培养视杯，这种结构发育成几乎整个眼睛在胚胎发育期间。其他研究已经从诱导多能干细胞中开发了视杯状结构。

Gopalakrishnan的团队不是直接培养这些结构，而是想看看它们是否可以作为大脑类器官的一个组成部分生长。这将增加看到两种类型的组织如何一起生长的好处，而不仅仅是孤立地生长光学结构。

“眼睛发育是一个复杂的过程，了解它可以为早期视网膜疾病的分子基础奠定基础。研究人员在他们的论文中写道.

“因此，研究视囊泡至关重要，视囊泡是眼睛的原基，其近端附着在前脑上，对于正常的眼睛形成至关重要。

先前在类器官开发方面的工作显示了视网膜细胞的证据，但这些细胞没有发展出光学结构，因此该团队改变了他们的方案。他们没有试图在神经分化的早期阶段强迫纯神经细胞的发育，而是在培养基中加入醋酸视黄醇作为眼睛发育的辅助手段。

他们精心照料的婴儿大脑早在发育30天时就形成了视杯，在50天时结构清晰可见。这与人类胚胎中眼睛发育的时间，这意味着这些类器官可能有助于研究这一过程的复杂性。

还有其他含义。视杯包含不同的视网膜细胞类型，这些视网膜细胞组织成对光做出反应的神经网络，甚至包含晶状体和角膜组织。最后，这些结构显示出与脑组织区域的视网膜连接。

“在哺乳动物的大脑中，视网膜神经节细胞的神经纤维伸出与它们的大脑目标连接，这是以前从未在体外系统中展示过的方面，”Gopalakrishnan 他说.

而且它是可重复的。在研究小组培养的314个大脑类器官中，73%开发了视杯。研究人员说，该团队希望制定策略，使这些结构在更长的时间尺度上保持可行性，以便进行具有巨大潜力的更深入的研究。

“可以开发具有高度特化神经元细胞类型的含有视囊泡的大脑类器官，为生成用于移植的个性化类器官和视网膜色素上皮片铺平道路，”他们在论文中写道.

“我们相信（这些）是下一代类器官，有助于模拟早期神经发育障碍引起的视网膜病变。

该研究已发表在细胞干细胞.

本文最初发表于2021年8月。

宝宝起名 起名