约翰霍普金斯大学的研究团队在神经科学领域取得了重大突破,成功研发出一种前所未有的多区域脑类器官(MRBO)。这种先进的实验室培育模型能够整合来自人脑不同区域的神经组织,并包含初步的血管系统,为深入理解和研究自闭症、精神分裂症和阿尔茨海默病等复杂的神经系统疾病提供了前所未有的平台。
由生物医学工程学助理教授安妮·凯瑟里亚(Annie Kathuria)领导的研究团队,成功地将来自大脑不同区域的神经细胞和初步的血管组织在独立的培养皿中生长,然后利用具有生物“超强粘合剂”作用的蛋白质将这些组织融合在一起。这种创新方法使得类器官能够形成连接并作为一个协调的网络进行响应。凯瑟里亚表示:“我们已经制造出下一代脑类器官——能够模拟整个大脑如何开始发育的模型。”
尽管尺寸远小于真实人脑,但该MRBO包含了发育中的人脑约80%的细胞类型。这使得研究人员能够以前所未有的方式研究多个系统协同工作。与以往仅模拟大脑单一区域的类器官不同,MRBO能够整合多个脑区的神经组织和血管结构,更真实地反映了人脑的发育过程。这一进展标志着在理解神经发育和神经精神疾病的起源方面迈出了关键一步。
这项发表在《高级科学》(Advanced Science)杂志上的研究成果,为研究影响整个大脑的疾病(如精神分裂症、自闭症和阿尔茨海默病)开辟了新的可能性。以往的研究往往依赖于动物模型,但其局限性较大,尤其是在神经精神药物的早期测试阶段,失败率高达96%。而MRBO作为一种基于人体细胞的模型,能够实时观察疾病的发生发展,测试治疗效果,甚至为个体患者量身定制治疗方案。
研究还发现,这种多区域脑类器官能够产生电信号,并对刺激做出反应,这表明其内部的神经元网络正在形成功能性的连接。这一发现为探索神经系统疾病的发病机制提供了宝贵的窗口,并有望加速新疗法的开发。随着科学家们不断完善这一模型,他们有望揭开大脑最顽固的奥秘,为攻克神经系统疾病带来新的希望。例如,研究人员观察到早期血脑屏障形成的迹象,这是调节物质进入脑组织的关键特征。这一突破性进展预示着在神经科学研究和疾病治疗领域将迎来一个新时代。