《Nature》：個體腦部前額3D類神經器官模型體外組裝成功

　　斯坦福大學Sergiu Pasca教授和其同事4月26日發表《Nature》文章，報道了新型“皿中疾病（disease-in-a-dish）”模型技術。研究人員將受試者的皮膚細胞培養成神經元后，再將這些神經元彼此連接，形成腦部3D類神經器官（或稱作球形體）。雖然微小，但這些具有基本神經電路功能的復制品，可以幫助研究人員更好的揭開人類腦部的神秘面紗，甚至能帶領我們探索腦部發育的各種初始事件。

　　妊娠中后期，神經元逐漸從腦深層結構遷移到它們的指定位置，并將自己武裝成大腦皮質（大腦外層結構，負責高階心理功能）的重要工作組織。神經元的構造過程非常復雜，特別容易受到基因和環境的冒犯，導致自閉癥、精神分裂癥、和其他神經發育腦部障礙疾病的發生。

　　利用3D細胞培養技術Pasca團隊過去也制作過皮質球形體，但是比較原始，無法顯示不同結構區域的互動。在最新的文章中，Pasca團隊誘導3D球形體分化出兩個腦前額特定區域，然后將它們融合在了一起。然后，他們追蹤神經元從腦深部球形體遷移至皮質球形體的過程，模仿大腦正常發育。這一新的模型首次揭示了人類前額通過構建神經電路和興奮性/抑制性的腦部平衡的成熟過程。在類神經器官組織中，研究人員看到了低前腦區域神經元和高前腦區域的細胞遷移，前者傳達減慢（抑制）神經活動信號，后者傳達加速（興奮）神經活動信號。

　　使用提摩西綜合癥（遺傳性自閉癥相關疾病）患者的皮膚細胞構建類神經器官球狀體，研究人員發現患者的神經元遷移存在缺陷，移動的頻率增加但是缺少效率，給予藥物干涉后，情況得到逆轉。“皮層形成的關鍵步驟的復刻再現，對發現和測試潛在的干預手段是一個新的希望，”NIMH主任Joshua Gordon說。“它使我們更接近‘實現腦部疾病精準醫療’的終極目標。”

　　“大腦回路中不同類型的神經元的精準布局和精確對接時機，對控制興奮和抑制之間的平衡至為重要。”NIMH發育神經學項目主席David Panchision博士解釋說。“用病人自己的細胞重新回放發育過程，將有助于我們在分子和細胞水平上鑒定和區分疾病類型。”

　　“我們的研究讓特定細胞的相互作用和組織構建過程變得有據可循，同時，也使得個性化探索人類神經電路微觀生理系統成為可能，”Pasca說。