首個多人細胞大腦3D模型問世

研究人員首次建立了大腦的3D模型，其中包括來自不同供體的各種細胞類型。這些類器官可能有助于揭示為什么大腦對藥物的反應因人而異。6月26日，相關成果發(fā)表于《自然》。

其他團隊之前已制作了來自多個人類供體腦細胞的2D薄片，但這項工作報道了足以用于研究的3D系統(tǒng)。

“這是一項非常強大的技術，也是一種強大的方法?！蔽磪⑴c該研究的美國加利福尼亞大學舊金山分校生物學家Tomasz Nowakowski說，許多研究團隊可能會采用這種方法，“這是技術上的杰作”。

這些被研究者稱為嵌合體的嵌合培養(yǎng)物，結合了來自5個供體的細胞，而未來的迭代可以容納來自數(shù)百人的細胞。

論文通訊作者、美國哈佛大學干細胞生物學家Paola Arlotta說：“如果有一天，我們可以在試驗之前使用嵌合體預測個體對新療法的反應，那會怎么樣？我喜歡想象未來?！?/p>

被稱為類器官的模型系統(tǒng)模仿了器官的細胞組成，如腸道和肺。研究人員將來自人類供體的干細胞浸泡在一種精確配制的化學混合物中，以促進干細胞轉化為特定器官中通常存在的所有細胞類型，而培養(yǎng)條件也促使細胞聚集成復雜的3D形狀。

大腦類器官生長得特別緩慢，使用條件也特別苛刻，研究人員一直在尋找更好的制造方法。一種方法是將來自幾個供體的細胞組合成一個單一的類器官。使用多供體細胞團可能更容易處理，并且可以在單一模型中捕獲到廣泛的人類遺傳多樣性。然而，由于起始干細胞的生長速度不同，那些快速生長的干細胞不可避免地占據(jù)了主導地位。

現(xiàn)在，Arlotta和同事找到了訣竅，那就是首先制備一套單一供體類器官。當這些細胞成熟時，所有類器官中的細胞都會以相似的速度生長。然后再將這些結構均質(zhì)化并將細胞聚集在一起，就有可能培養(yǎng)出復合類器官。在該研究中，嵌合體在3個月后增長到約3至5毫米寬，并且含有與胎兒皮質(zhì)組織相同的細胞類型。

“這真的是一個很大的進步?！焙商m類器官研究公司HUB Organoids首席執(zhí)行官Robert Vries說，研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)的團隊“真的需要更多的類器官系統(tǒng)”。

嵌合體能使研究人員弄清藥物是否會對不同人產(chǎn)生不同影響。作為一個測試案例，研究團隊用神經(jīng)毒性藥物處理了多供體類器官。結果顯示，導致胎兒酒精綜合征的乙醇，只減少了來自一個供體細胞系的細胞數(shù)量。而當與抗癲癇藥物丙戊酸聯(lián)合使用時，來自該供體的細胞生長得更快。

但Vries提醒說，需要嚴謹?shù)暮罄m(xù)工作，以確保嵌合模型中看到的任何效應都來自特定細胞系的遺傳因素，而不是緊密排列的細胞之間的相互作用。

Nowakowski補充說，使嵌合體生長也是“勞動密集型”工作，他正在實驗室里試驗這種模型。但是，自動化的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)應該可以減輕工作量，并使這些模型能夠用于更有效的腦部疾病實驗。

來源： 中國科學報 胡璇子

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質(zhì)：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應的酸。

4. 反應活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質(zhì)發(fā)生以下反應：

   - 還原反應：可以被還原劑還原為相應的醇。

   - 加成反應：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應，形成相應的加成產(chǎn)物。

   - 導入反應：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應，發(fā)生導入反應，形成醇或酯。

5. 異構性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構體，它們的分子結構不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。