哥本哈根大學的干細胞研究人員設計了早期胚胎大腦的模型。該模型將增加我們對人腦發(fā)育的理解，從而可以加快干細胞治療諸如帕金森氏病，癲癇和癡呆癥等腦疾病的發(fā)展。

科學家對人腦了解很多，但對人腦的了解卻很少。尤其是，到目前為止，從胚胎發(fā)育的第二周到第七周的階段實際上是大腦研究人員未知的領(lǐng)域。

為了進一步了解這一特定時期，衛(wèi)生與醫(yī)學學院神經(jīng)科學系和諾和諾德基金會干細胞生物學中心的研究人員現(xiàn)已開發(fā)出一種模型，該模型可模擬實驗室中人腦的這些早期階段。

該模型基于在與瑞典隆德大學的生物工程師合作開發(fā)的微流體系統(tǒng)中生長的胚胎干細胞。

“我們知道，在胚胎早期，大腦會接觸各種濃度的生長因子，這些因子會誘導形成不同的大腦區(qū)域。通過使用微流控方法，我們可以在極其受控的條件下，重建早期胚胎中發(fā)現(xiàn)的環(huán)境，解釋了研究的第一作者佩德羅·里菲斯(Pedro Rifes)助理教授。

“當我們將干細胞暴露于可控的環(huán)境中時，我們可以在卵受精后大約四到五周的非常早期階段創(chuàng)建類似于胚胎腦的組織，這是迄今為止我們尚無法研究的階段。”

人腦的發(fā)育樹

研究人員將使用新模型繪制大腦細胞發(fā)育的圖譜，大腦細胞是大腦的一種“發(fā)育樹”，從而學習有關(guān)人類大腦中不同神經(jīng)細胞的巨大復雜性如何形成的新知識。早期的胚胎階段。

這項研究的主要科學家說：“這是我們首次接觸到類似于早期胚胎大腦的組織，這使我們能夠進入并分析每個發(fā)育階段每個單個細胞的變化。” Agnete Kirkeby教授。

這個想法是，全世界的大腦研究人員將能夠使用大腦的這種“發(fā)育樹”作為指導，以生產(chǎn)用于干細胞療法的不同類型的神經(jīng)細胞。通過研究神經(jīng)細胞的自然發(fā)育，研究人員將能夠在實驗室中加快生產(chǎn)特定神經(jīng)細胞的配方的創(chuàng)建。

干細胞治療食譜

Agnete Kirkeby非常了解加快干細胞治療途徑的重要性。她與隆德和劍橋大學的同事們一起工作了幾年，致力于開發(fā)針對帕金森氏病的干細胞療法。這個項目要求柯克比和她的同事生產(chǎn)一種非常特殊的神經(jīng)細胞，即多巴胺能神經(jīng)細胞，這是在帕金森氏病中丟失的細胞。

“我們已經(jīng)在該項目中走了很長一段路，不久將能夠首次在人體中測試干細胞治療。但是，由于我們依賴反復試驗，我們花了十多年的時間才走到這一步。從干細胞發(fā)育出正確的神經(jīng)細胞的方法學。”

借助新模型的知識，研究人員希望將來能夠大大縮短這一過程。

“如果我們確切地了解大腦在早期的發(fā)育方式，那么在實驗室生產(chǎn)人類神經(jīng)細胞時，我們將更好地指導干細胞向正確的方向發(fā)展。這將使我們能夠更快，更有效地開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)的細胞療法。癲癇病，帕金森氏病和某些類型的癡呆癥等疾病。” Agnete Kirkeby說。

測試環(huán)境毒素的新選擇

除了增加我們對大腦發(fā)育的知識并簡化未來干細胞治療的途徑之外，Agnete Kirkeby認為，胚胎腦模型也可能具有其他有用的用途。

“該模型可用于研究胚胎早期階段的腦細胞如何對我們?nèi)粘Ｉ钪械哪承┗瘜W物質(zhì)做出反應，這些化學物質(zhì)可能是我們環(huán)境中，消費品中或某些孕婦可能需要的藥物中的物質(zhì)。所以到目前為止，我們還沒有一個好的模型來對此進行精確測試。”

該研究發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上。