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合成神經回路恢復大腦功能有希望

2024年04月28日08:32 | 來源:科技日報
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原標題:合成神經回路恢復大腦功能有希望

兩個獨立研究團隊使用從大鼠干細胞生長的神經元,在小鼠中成功再生了小鼠的大腦回路。這兩項研究25日發表在《細胞》雜志上,為腦組織如何形成提供了寶貴見解,同時為恢復因疾病和衰老而喪失的大腦功能提供了新途徑。

美國哥倫比亞大學教授克裡斯汀·鮑德溫稱,這些研究體現了利用合成神經回路恢復大腦功能方面的潛在靈活性。鮑德溫團隊使用來自大鼠的干細胞,恢復了小鼠的嗅覺神經回路。

美國得克薩斯大學西南醫學中心副教授吳軍認為,利用一個物種的細胞在另一個物種中產生腦組織,可幫助人們了解不同物種的大腦發育和進化。吳軍團隊開發了一個基於CRISPR的平台,可有效識別並驅動特定組織發育的特定基因。他們通過靜默小鼠前腦發育所需的基因,然后使用大鼠干細胞恢復組織來測試該平台。

吳軍團隊使用CRISPR技術測試了7種不同的基因,發現敲除Hesx1能可靠地產生沒有前腦的小鼠。然后,研究團隊將大鼠干細胞注射到Hesx1敲除小鼠的囊胚中,大鼠細胞填充壁龕以形成小鼠的前腦。大鼠的大腦比小鼠大,但大鼠的前腦發育速度和大小與小鼠相同。此外,大鼠神經元能夠將信號傳遞給鄰近的小鼠神經元,反之亦然。

在另一項研究中,鮑德溫團隊使用特定基因殺死或靜默小鼠的嗅覺感知神經元。殺傷模型完全去除了神經元,模擬退行性疾病﹔靜默模型則模仿神經發育障礙,其中某些神經元無法與大腦溝通。然后他們再將大鼠干細胞注射到小鼠胚胎中,觀察這兩種疾病模型之間的不同之處。這一研究有助於確定腦部功能的恢復機制。

大腦就像一台精密儀器,它的功能會因疾病和衰老而發生損傷或退化。很多腦腫瘤、腦創傷、老年痴呆症等患者,正在經歷這種過程,並忍受生命質量的下降。如何恢復發生損傷或退化的腦功能?這是長久以來的醫學難題。最新研究利用腦細胞融合技術,為腦功能恢復提供了新思路。(記者張夢然)

(責編:李昉、李依環)

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