自首次亮相以来，所谓的类器官技术已经彻底改变了研究者在实验室中培养和研究人体组织的能力。但当涉及到大脑时，此前的模型并不完全完整。美国凯斯西储大学医学院的一项新研究弥补了这个缺失的环节。在7月25日发表于Nature Methods杂志的文章中，研究人员展示了如何培养大脑“类器官”——一个培养皿中的微器官，它包含了人类大脑皮层中发现的所有主要细胞类型。
“我们已经采取了类器官培养系统，并增加了中枢神经系统中的第三种主要细胞类型——少突胶质细胞——现在更准确地表达了人类大脑发育过程中发生的细胞间相互作用，”Paul Tesar博士、凯斯西储大学医学院遗传学和基因组科学Donald 教授和Ruth Weber Goodman助理教授说。
少突胶质细胞对健康的大脑至关重要。他们制造髓鞘（一种包裹和支持神经细胞连接的脂肪物质，就像电线周围的绝缘体），没有它，神经细胞不能有效沟通，并会变坏。许多神经系统疾病是由髓鞘缺陷引起的，包括多发性硬化症和罕见的儿科遗传病。
“这是一个帮助了解人类发展和神经系统疾病的强大平台。”Tesar说，“使用干细胞技术，我们可以在实验室中产生几乎无限量的人脑样组织。我们的方法创建了一个‘迷你皮质’，包含神经元、星形胶质细胞和现在产生髓鞘的少突胶质细胞。这是开启人类大脑发育阶段的一个重要步骤。”Tesar和他的同事也展示，他们改进的类器官系统可以用来测试髓鞘增强药物。该研究的第一作者Mayur Madhavan博士说“这些类器官提供了一种预测新髓鞘治疗剂对人脑样组织的安全性和有效性的方法。”研究小组用预先鉴定的药物处理类器官，以增强小鼠的髓鞘生成。研究人员首次使用该模型来测试增强人类少突胶质细胞和髓鞘生成的药物。
研究小组还从佩梅病（一种罕见的但致命的遗传性髓鞘疾病）患者中培养了类器官。“佩梅病是一种复杂的疾病，许多不同的突变可能导致它的发生，同时我们取样困难。”共同第一作者Zachary Nevin博士说，“但是这些新的类器官允许我们直接研究脑样组织。”从三个不同的佩梅病突变患者中培养的类器官显示了各自的特性，这些靶点可以作为药物治疗的靶点。这一发现证实了该研究可作为一个多用途的平台，以观察和解剖人类髓鞘疾病和测试个性化治疗。
Tesar说：“我们的方法能够在实验室里从任何病人身上体外培养人脑组织。”更广泛地说，它可以准确地概括人类神经系统是如何建立的，并确定在某些神经疾病中出了什么问题。
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