跨界生物技術再度刷新大眾認知!
美國史丹佛大學(Stanford University)團隊成功完成一項突破性異種移植實驗,將人工培育的人類腦組織植入小鼠體內,且順利與小鼠自身神經系統串聯運作,真正培育出擁有人類腦皮質組織的特殊小鼠,顛覆了過往腦科學研究的邊界。
不同於一般實驗培育技術,研究團隊透過人類幹細胞培育出立體結構的「大腦類器官(3D organoids)」,完整覆刻人類大腦皮質的核心特徵。
跨界生物技術再度刷新大眾認知!
美國史丹佛大學(Stanford University)團隊成功完成一項突破性異種移植實驗,將人工培育的人類腦組織植入小鼠體內,且順利與小鼠自身神經系統串聯運作,真正培育出擁有人類腦皮質組織的特殊小鼠,顛覆了過往腦科學研究的邊界。
不同於一般實驗培育技術,研究團隊透過人類幹細胞培育出立體結構的「大腦類器官(3D organoids)」,完整覆刻人類大腦皮質的核心特徵。
大腦皮質作為掌控認知、語言、決策與專注力的關鍵區域,向來是人類腦科學研究的核心重點。
為讓人類腦組織順利生長,研究人員透過基因編輯技術,抑制幼鼠自身腦皮質細胞的發育空間,在小鼠出生後迅速植入人類腦類器官,讓異種腦組織穩定發育、整合。
該研究團隊將實驗個體定名為「異種皮質小鼠(xenocortical mice)」,刻意區分於大眾認知的「人類化小鼠」。
計畫主持人帕斯卡教授(Sergiu Pasca)特別釋疑,這類小鼠並非徹底改造物種,其完整小鼠神經系統並未被取代,僅是體內新增一片可獨立發育、連結運作的人類腦皮質組織。
這項技術解決了當前腦科學研究的最大難題,活人腦組織難以合法、安全採集,過往多數研究只能停留在模擬推測階段。
如今透過異種移植模型,科研人員可直觀觀察自閉癥、癲癇、腦性麻痺、思覺失調癥等神經精神疾病,追蹤基因變異如何幹擾腦部發育與神經迴路搭建。
團隊針對腦部缺氧議題展開初步測試,結果呈現出人意料的特徵。
實驗小鼠外在行為與普通小鼠無異,可正常活動、探索環境,但精細動作協調性與記憶能力已出現明顯差異。
一旦發生腦部缺氧,植入的人類腦皮質細胞會率先受損,直接導致小鼠步態失衡、動作失調,為人類腦損傷研究提供真實數據。
該實驗全程恪守動物倫理規範,在降低實驗動物痛苦的同時,持續評估異種神經移植的潛在倫理風險。
帕斯卡教授表示,全球近五分之一人口受神經與精神疾病困擾,多數病因與治療方案仍存在空白,權衡研究風險與放任疾病無解的代價後,這項技術勢必成為人類腦疾病研究的全新突破口。