科學家培育出新型“全腦”類器官

研究團隊在計算機中進行模擬分析。圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學

科技日報北京7月29日電 （記者張佳欣）美國約翰斯·霍普金斯大學研究人員培育出一種新型“全腦”類器官，不僅包含多個腦區的神經組織，還具有初步的血管結構。這項成果發表在《先進科學》雜志上，展示了首次將各個腦區組織成功整合為一個統一運作的類器官。該突破有望為自閉癥、精神分裂癥等復雜神經精神疾病的研究開辟新途徑。

目前大多數論文中提到的腦類器官，只能代表大腦的某個區域，比如大腦皮層、后腦或中腦。而此次培育的是一個初步成型的全腦類器官，研究人員稱之為“多區域腦類器官”（MRBO）。

在構建全腦類器官時，研究人員先在不同培養皿中分別生成了來自各個腦區的神經細胞以及初步血管結構；然后，利用具有黏附性的“生物膠”蛋白將它們組裝起來，使其在發育過程中建立起連接；隨著組織融合，該類器官不僅能產生電活動，還具備整體神經網絡響應能力。

MRBO在細胞類型的多樣性方面，與人類胚胎大腦早期發育階段高度相似。研究發現，它包含了約80%的常見神經細胞類型，其整體結構相當于人類胎兒大腦發育至40天左右的水平。

盡管其體積遠小于真實人腦，僅包含約600萬至700萬個神經元，而成年人腦中神經元數量多達千億級，但該類器官為研究整腦疾病提供了一種前所未有的人類腦細胞模型。

此外，研究人員還觀察到血腦屏障的早期形成跡象，這一結構在藥物篩選和神經疾病研究中具有重要意義。

未來，利用全腦類器官測試新藥，有望提高神經精神類藥物的研發成功率。目前此類藥物在臨床試驗第一階段的失敗率高達96%，因前期仍以動物模型為主，而人腦類器官更貼近真實發育過程，有望顯著提升篩藥效率。

研究人員表示，諸如精神分裂癥、自閉癥、阿爾茨海默病等疾病影響的是整個大腦，而非某個單一區域。如果能更早看清疾病起源，就可能發現全新治療靶點。