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人工培育的不含动物成分的“迷你大脑”为神经科学带来了机遇

本站发布时间:2023-11-21 14:41:10

密歇根大学的研究人员开发了一种制造人工生长的微型大脑的方法,称为人脑类器官,不含可以极大改善神经退行性疾病研究和治疗方式的动物细胞

在过去十年的神经系统疾病研究中,科学家们探索了人脑类器官作为替代使用模型的用途与传统的二维培养物相比,这些自行组装的三维组织是由具有潜在潜能的细胞组成的,可以重新建模复杂的细胞结构

目前,蛋白质和分子的工程网络对脑类器官中的细胞具有活性结构,称为细胞外基质,通常用作从小鼠肌肉中提取的物质这种方法有着明显的缺点,其组成和批次间的可变性相对较低

发表在《临床与翻译神经病学年鉴》上的最新研究为克服Matrigel的弱点提供了解决方案研究人员创造了一种新的培养方法,该方法使用工程化的人脑类器官提取细胞支架,而不存在动物成分,并增强了脑类器官的免疫功能

“这一无动物成分的人脑类器官发育的进步将使人们对神经发育生物学的理解有显著的进步,”D麻省理工学院生物界面研究所所长和WolfgangPauli学院化学工程教授

“科学家们一直致力于将动物研究转化到临床世界,而这种新颖的方法将使其成为一种从实验室到临床的转化研究。”

研究人员大脑类器官的基础细胞外基质由人纤连蛋白组成,表明其为干细胞粘附、分化和成熟提供了天然结构它们是由一种高度多孔的聚合物支架支撑的

这些有机物已经培养了几个月,而由于2019冠状病毒病大流行,这些有机物无法进入建筑

利用蛋白质组学,研究人员发现他们的大脑器官是由脑脊髓液开发的,这种液体的流动是健康的脑脊髓与Matrigel中开发的人脑类器官的标志性研究相比,这种流体与人类成年CSF更接近

“当肿瘤细胞在子宫内完全发育时,它们本身并不是通过小鼠癌细胞产生的细胞外基质生长的,”第一作者AyseMu&ntide说;iz,PhD他当时正在大学大分子科学与工程项目中接受毕业测试

“通过让细胞的能量与自然环境更接近,我们预测我们会观察到生物体发育的差异,这些差异比我们看到的更真实。”

本研究作者EvaFeldman,M.说,异种自由人脑类器官的成功为神经退行性疾病患者的细胞重新编程奠定了基础DPhD联合国儿童基金会卓越中心主任阿尔伯斯大学医学院神经系杰出教授

Feldmansan说:“有可能从患有阿尔茨海默氏症等疾病的患者身上获得干细胞,从本质上讲,为这些患者建立一个巨大的储备,以投资可能的治疗方法或了解他们的疾病进展。”“这些模型将通过治疗来预测疾病,并对经常因人而异的情况进行个性化治疗。”


来源:

Materials provided by
Michigan Medicine - University of Michigan. Original written by Noah Fromson.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Ayşe J. Muñiz, Tuğba Topal, Michael D. Brooks, Angela Sze, Do Hoon Kim, Jacob Jordahl, Joe Nguyen, Paul H. Krebsbach, Masha G. Savelieff, Eva L. Feldman, Joerg Lahann.
    Engineered extracellular matrices facilitate brain organoids from human pluripotent stem cells. Annals of Clinical and Translational Neurology, 2023; DOI: 10.1002/acn3.51820

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