科學家報告說，在實驗室中用乾細胞培育出的微型大腦自發形成了基本的眼睛結構。
在培養皿中生長的微小人腦類器官顯示出兩個雙側對稱視杯的生長，反映了人類胚胎中眼睛結構的發育。 這一令人難以置信的結果可能有助於我們更好地了解眼睛分化和發育的過程，以及眼部疾病。
德國杜塞爾多夫大學醫院的神經科學家 Jay Gopalakrishnan 說：“我們的工作突出了大腦類器官產生原始感覺結構的非凡能力，這些結構對光敏感並且包含與體內發現的細胞類型相似的細胞類型。” “這些類器官可以幫助研究胚胎髮育過程中的腦-眼相互作用，模擬先天性視網膜疾病，並生成患者特異性視網膜細胞類型，用於個性化藥物測試和移植治療。”
正如您想像的那樣，大腦類器官並不是真正的大腦。 這些是從誘導多能幹細胞中生長出來的小型三維結構——這些細胞是從成人身上獲得併轉化為乾細胞，有可能長成許多不同類型的組織。
在這種情況下，這些幹細胞可以長成腦組織塊，這些腦組織沒有任何類似思想、情感或意識的東西。 這種“迷你大腦”用於研究目的，在這些研究中，使用真實的大腦是不可能的，或者至少在倫理上是困難的——例如，測試對藥物的反應或觀察細胞在某些不利條件下的發育。 這一次，Gopalakrishnan 和他的同事們計劃觀察眼睛的發育。
在之前的研究中，其他科學家使用胚胎幹細胞培養視杯，這種結構在胚胎髮育過程中幾乎變成了整個眼睛。 其他研究已經從誘導多能幹細胞中開發出視杯樣結構。
Gopalakrishnan 的團隊並沒有直接培養這些結構，而是想看看它們是否可以作為大腦類器官的一個組成部分進行培養。 這將使我們能夠看到這兩種類型的組織如何一起生長，而不是簡單地單獨生長光學結構。
之前關於類器官發育的研究表明存在視網膜細胞，但它們還沒有發育出光學結構，因此該團隊改變了他們的方案。 他們並沒有試圖在神經元分化的早期階段強制發育純神經元細胞，而是在培養基中添加視黃醇乙酸酯作為眼睛發育的輔助手段。
到發育第 30 天時，他們精心維護的嬰兒大腦已經形成視杯，到第 50 天時這些結構清晰可見。 這與人類胚胎眼睛發育的時間一致，這意味著這些類器官可用於研究這一過程的複雜性。
還有其他後果。 視杯包含不同類型的視網膜細胞，組織成光反應神經網絡，甚至包含晶狀體和角膜組織。 最後，這些結構證明了視網膜與腦組織區域的聯繫。
在該團隊培養的 314 個大腦類器官中，73% 發育出了視杯。 研究人員表示，該團隊希望制定策略，使這些結構在更長的時間內保持活力，以進行具有巨大潛力的更深入的研究。
他們在論文中寫道：“可以開發出含有顯示高度特化神經元細胞類型的視神經囊泡的腦類器官，為創建用於移植的個性化類器官和視網膜色素上皮片開闢了道路。” “我們相信 [這些] 是下一代類器官，有助於模擬由早期神經發育障礙引起的視網膜病變。”
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