腦損傷是一種常見現象,多由于外力擊打頭部所引起。當腦部組織受損后,會嚴重影響患者的視覺、聽覺以及思辨能力,甚至還會危及生命。但令人遺憾的是,目前臨床上仍缺乏行之有效的修復方法。不過,隨著類器官技術的問世,讓腦損傷患者看到了新的希望。
再生醫學網獲悉,近日,美國科學家發現人腦類器官可以與大鼠大腦整合,并對閃光燈等視覺刺激做出反應。研究人員指出,這種大腦類器官未來有望用于修復受損傷的人腦,標志著使用類器官修復腦損傷向前邁進了一大步。相關研究成果發表在Cell Stem Cell上。
在該項研究中,研究人員首先培養出了可以發育成多種不同類型的人類干細胞,在培養了80天后,這些
干細胞被培養成大腦皮層細胞的三維組織,然后被移植到視覺皮層持續受損的成年大鼠的大腦中。
在移植3個月后,研究人員觀察到移植器官強勁的存活率,總體移植物的存活率為82.1%。組織學分析表明,血管散布在起源于宿主大腦的類器官中,同時凋亡細胞逐漸減少,這些結果說明,前腦類器官形成了健康且血管化良好的移植物。
接著,研究人員對移植物的祖細胞、神經元和神經膠質細胞進行組織學分析,以描述器官移植物的細胞如何隨時間變化。在移植物中發現了更多成熟的神經元,同時發現雖然類器官移植物中的皮質神經元盡管隨著時間推移而成熟,但移植后
類器官中的神經元層狀結構丟失了。此外,發現移植物中的星形膠質細胞和少突膠質細胞主要來源于宿主,可以支持神經元功能。
眾所周知,移植類器官與宿主大腦的功能整合取決于移植神經元和宿主大腦回路之間適當連接的形成,基于此,研究人員發現移植物向宿主大腦發出了神經元投射,同時在移植物投射與宿主大腦之間的界面處存在人類突觸蛋白表明在移植物和宿主大腦之間形成了推定的突觸。
接下來,研究人員使用電極探針來測量當動物暴露于閃光燈和交替的白條、黑條時,類器官移植物內單個神經元的活動。類器官中的大量神經元對特定方向的光做出反應,表明這些類器官神經元不僅能夠與視覺系統整合,而且能采用非常特定的視覺功能皮質。
研究人員表示,這說明類器官神經元正在被整合到實驗鼠的大腦,并接管了其視覺系統的部分功能。
提起類器官,想必大家不會感到陌生。作為干細胞技術的延伸應用,類器官一經問世便被醫學界人士寄予厚望,并在藥械試驗等領域發揮出了強大作用。對此,
再生醫學網表示,隨著該項研究成果問世,相信將徹底改寫腦損傷修復史,從而讓更多患者從中受惠。