2022年10月12日，星期三(每日健康新闻)——研究人员说，使用一种尖端的实验程序，人类脑组织已成功移植到老鼠的大脑中。他们认为这一成就是医学研究的一个有前途的新前沿。

　　科学家们周三报告称，一批活的人类神经细胞已经融入了实验室大鼠的大脑，形成了混合大脑回路，可以通过大鼠的感官输入激活这些回路。

　　此外，研究人员说，实验表明，人体组织在大鼠大脑中形成了双向连接，也发出了可能改变大鼠行为的信号。

　　该研究的合著者Sergiu Pasca博士说，这一过程将老鼠的大脑变成了一个生物活体实验室，可能会对人类精神障碍和大脑发育的研究产生革命性的影响。他是加州斯坦福大学医学院的精神病学和行为科学教授。

　　帕斯卡举例说，人类大脑移植可以帮助治疗精神分裂症等精神疾病的药物的早期测试。

　　帕斯卡说:“你可以把病人的细胞移植到老鼠体内，等它们融入到电路中，然后把你的实验药物或你感兴趣的药物注射到老鼠体内。”然后你就可以看到药物是否达到了目标。它是否改变了您正在测试的缺陷?”

　　这样的实验不能在人类身上进行，但可能会提供适用于人类的宝贵信息。

　　新的研究围绕着一种叫做类器官的微小细胞培养，这种细胞是在实验室培养皿中从干细胞中培养出来的。

　　类器官可以用来从任何人体器官中重建组织。例如，帕斯卡的研究团队在实验室中生成了属于十几个不同人类大脑区域的组织，作为类器官。

　　然而，这些细胞培养的研究价值受到了限制，因为它们不能在培养皿中生长到完全大小，帕斯卡说。

　　他补充说，培养皿中的脑组织也不会附着在活体上，也不会在活体上发挥作用，这对研究精神状况至关重要。

　　“精神障碍是由行为定义的，”帕斯卡说。“所以，当你在培养皿底部的细胞中发现缺陷时——比如说有缺陷的树突或较少的突触——这会导致电路的改变吗?”这会影响行为吗?这些是如何引起病人疾病的?这就是我们试图将这些文化融入生命系统的动力。”

　　作为这项努力的一部分，研究人员将与人类大脑皮层非常相似的类器官移植到近100只2到3天大的幼鼠的大脑中。

　　研究人员发现，年轻的老鼠大脑接受了人体组织，形成血管来支持类器官，并提供免疫细胞来保护它们免受疾病的侵袭。

　　在这种支持下，植入的人类类器官生长旺盛，最终覆盖了大鼠大脑半球的三分之一。

　　帕斯卡说:“它们比在培养皿中生长的同等神经元大六倍左右。”“如果你有一批类器官，其中一半被移植，另一半留在培养皿中，如果你在250天后比较它们，你会发现被移植的人类神经元至少是原来的6倍大。”

　　人类的神经元也在老鼠的大脑中安家，与啮齿类动物自己的电路形成工作连接。

　　例如，当研究人员用一阵阵空气骚扰老鼠的胡须时，老鼠大脑中的人类神经元会随着刺激及时激活。

　　该研究的作者说，事实上，人类大脑的物质结合得足够好，实际上可以影响实验室老鼠的行为。

　　为了证明这一点，科学家们植入了经过修改的人类类器官，使其能够对特定频率的蓝色激光做出反应。

　　在15天的训练期间，研究人员通过超薄光纤电缆将随机的蓝光脉冲直接传输到植入的类器官。每次破裂后，老鼠都可以从一个小喷口喝水。

　　帕斯卡说:“我们想看看能否教会老鼠将奖赏的传递——在这个例子中，水的传递——与人类神经元的刺激联系起来。”

　　帕斯卡说，在实验结束时，一个随机的蓝光脉冲会让老鼠冲向喷口。

　　研究小组指出，这些人/鼠大脑杂交体已经对蒂莫西综合症产生了一些新的认识，蒂莫西综合症是一种罕见的遗传疾病，与自闭症和癫痫密切相关。

　　科学家们将蒂莫西综合症患者的细胞生成的类器官移植到实验鼠大脑的一侧，并在另一侧移植来自健康人的类器官。

　　观察五到六个月后，研究人员发现蒂莫西综合症类器官的神经元比健康的类器官小得多，电活动也明显不同。

　　帕斯卡说，这些变化和差异不是在培养皿中培养出来的，它们需要成为生物的一部分才能成熟到那个程度。

　　帕斯卡补充说，研究人员可能会在精神分裂症或自闭症患者的细胞中发现类似的发育差异。

　　研究结果发表在10月12日的《自然》杂志上。论文附带的一篇评论认为，这些移植开辟了研究人脑的新途径。

　　两名瑞士研究人员在文章中说:“人类的神经元与其他所有物种都不同，而大鼠和人类神经元发育速度的差异将限制人鼠异种移植瘤能够很好地反映人类大脑功能。”

　　评论总结道:“尽管如此，能够产生成熟的人类神经组织，并在电路水平上与宿主结合，这为研究人类神经回路的发展和基础生物学提供了令人兴奋的机会，同时也代表了一种测试人类神经疾病疗法的新系统。”

　　更多的信息

　　哈佛干细胞研究所有更多关于类器官的信息。

　　资料来源:加州斯坦福大学医学院精神病学和行为科学教授、医学博士Sergiu Pasca;自然，2022年10月12日