多能干细胞“重建”脑类器官的分化

2019-10-17 17:11:42 来源: 科技日报 作者: 张梦然


从多能性干细胞“重建”人脑类器官的分化。

图片来源:《自然》 网站

科技日报记者 张梦然

英国《自然》杂志16日发表的一项脑科学研究,瑞士科学家团队报告了对人脑发育以及该过程与其他大猿脑发育差异的最新认识。研究揭示了人类所特有的脑发育特征,并描述了这些过程与其他灵长类脑发育的分化,破解了人们对这一发育过程的理解难题。

巨大的脑部是人类的典型特征。人类的脑可以算是动物王国里众多组织中最复杂的器官,甚至部分科学家宣称大脑是已知最复杂的物体。实际上,人类脑部相当多区域原本具有与我们的灵长类动物亲属非常相似的分子特征,但是,人类从黑猩猩和其他大猿分化以来,人脑发生了巨大的变化。不过,这种分化背后的遗传和发育过程,一直以来都未得到充分理解。

脑科学家们认为,用诱导性多能干细胞培育而成的脑类器官(大脑样组织),为实验室的脑发育演化研究提供了可能。鉴于此,瑞士苏黎世联邦理工学院科学家芭芭拉·特鲁特雷恩及其同事,通过多能干细胞的发育过程对人干细胞来源的脑类器官进行了为期四个月的研究,试图发现人特异性基因调控变化。研究团队随后又研究了黑猩猩和猕猴的脑类器官,进而理解人的类器官发育有哪些不同。

在相同的发育节点上,科学家发现在大猩猩和猕猴的类器官中,可以观察到比人的类器官中更为显著的皮质神经元特异性。这表明人类的神经元发育比另外两种灵长类动物的速度要慢。

研究人员认为,他们的数据为进一步认识人类和黑猩猩脑发育的不同基因调控机制提供了资源。

图:从多能性干细胞“重建”人脑类器官的分化。图源:《自然》

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