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神经元移植：精神疾病治疗新思路

2023-01-20 14:51

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 Ian Sample 酷炫脑

Via：Pixabay

以下为朗读小姐姐全文音频

作者 | Ian Sample

翻译 | 孙宁远

审校 | 酷炫脑

朗读 | 鸽仔

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

精神疾病对社会来说是一个巨大的负担，科学家正在尝试将人类神经元移植到大鼠大脑中，旨在为精神疾病的治疗提供新思路。

研究人员将人类神经元移植到大鼠大脑中，旨在为癫痫和精神分裂症等使人衰弱的神经及精神疾病提供新的思路。

这些人类细胞团块在动物大脑中扎根，与它们的血液供应相连，并连接到大鼠的大脑回路，使它们能够感知胡须的运动，并改变动物的行为方式。

这一开创性的手术意味着科学家们现在可以研究患有神经精神障碍的患者的脑细胞是如何在活体大脑中发生功能故障，并实时评估药物的影响。

“精神疾病对社会来说是一个巨大的负担，很明显，我们需要更好的模型来研究它们。” 斯坦福大学领导这项研究的精神病学教授Sergiu Pasca说，“我们看到病人和家属非常绝望。没有时间可以浪费了。”

大脑中复杂的神经元

科学家们在实验室里培育出微小的人类脑细胞球，这是大脑类器官这一伦理复杂的领域的最新进展。研究人员已经使用类器官来探索大脑发育、自闭症以及寨卡病毒等感染的影响，但一些人提出了问题，即科学家如何才能知道类器官是否遭受了痛苦，或是否达到了有意识的程度。

该领域面临的一个实际问题是，在实验室中生长的脑组织块与大脑中的神经元表现不同。部分问题在于，类器官没有从血液供应中获得营养，也没有连接到更广泛的大脑回路中。

为了克服这些问题，Pasca和他的同事们在培养皿中培养了人脑类器官，直到它们含有50万到100万个神经元。然后，这些1.5毫米宽的组织球被移植到新生大鼠的大脑中，特别是被称为体感皮层的区域，该区域处理触觉功能，如胡须运动。

5个月后，核磁共振扫描显示，人类脑组织的块状组织长大了6到8倍，并与动物的血液供应相连。人类脑细胞并没有取代大鼠脑组织，而是连接到了大鼠脑组织中。一旦长成，每个类器官都会在大鼠的 3000万个神经元的基础上增加大约 500万个人类神经元。一些大鼠接受了两个类器官，分别位于大脑的两侧。

对这些动物进行的测试没有发现它们表现得更好或受到了不良影响。但当空气吹过老鼠的胡须时，人类神经元会闪烁，显示出老鼠和人类脑组织的融合。科学家们随后训练这些老鼠，当它们大脑中的人类细胞被激活时，它们就会期待喝水，这表明人类细胞可以影响老鼠的行为。

为了展示这一过程对研究的价值，科学家们用健康的人类细胞和患有蒂莫西综合症(Timothy syndrome)的遗传病患者的细胞创造了大脑类器官，并将它们移植到大鼠的大脑中。患者的大脑类器官发育到明显异常的程度。详情发表在《自然》杂志上。该团队打算研究从癫痫、精神分裂症到特定形式的自闭症等一系列疾病，以及可能帮助一些患者的药物。

伦敦大学学院神经病学研究所的Gabriele Lignani表示，这项工作“令人兴奋”，为研究神经精神疾病开辟了新的途径。“人体细胞与全身动物模型的结合克服了这些模型本身的局限性，”他补充说。

斯坦福大学法律与生物科学中心主任Hank Greely是这项研究的顾问，他说，类器官研究引发了一系列伦理问题。“如果这个类器官有某种意识，并且因为移植而遭受了痛苦呢？或者，如果被移植的动物具有‘人类’特征呢？”他说。Greely不认为这些是今天的问题，但他认为随着工作的进展，这些问题值得讨论。他说：“如果那一天真的到来，那么现在考虑我们如何尝试确定‘社会’的答案并不算为时过早。”

人类神经元系统

参考文献（点击滑动查看）

1.Revah, O., Gore, F., Kelley, K.W. et al. Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids. Nature 610, 319–326 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05277-w

Scientists 'may have crossed ethical line' in growing human brains https://www.theguardian.com/science/2019/oct/21/scientists-may-have-crossed-ethical-line-in-growing-human-brains