人腦類器官表現出不同年齡段發育特征

　　《自然》雜志20日發表的一篇論文指出，大腦類器官已能表現出發育年齡相關的分子特征。這些類器官經過了5年的觀察，為目前最長觀察期，證明其能發育成熟并擁有類似出生后大腦的性狀，而且這些人腦類器官保留了培育期間所經歷時間的記憶。這為研究人類后期的腦細胞發育提供重要線索。

異時性類器官的特寫圖像，其中年輕細胞（來自聚合后15天的類器官）標記為紅色，深層神經元標記為綠色，細胞核標記為藍色。圖片來源：《自然》網站

　　人腦的復雜性是研究神經系統疾病和開發有效療法道路上的巨大挑戰。隨著人們對大腦理解程度加深，傳統的細胞培養模型顯得過于簡化，而動物模型又難以準確反映人類大腦的生物學特性。為突破這一瓶頸，腦類器官應運而生。

　　腦類器官是在實驗室里培養出的三維腦組織模型。它無需長成一顆真正大腦的形狀，但需要復制出大腦的細胞類型、基因表達和部分組織結構。由于人腦大約需要20年才能完全成熟。大腦類器官有望推動對出生后腦發育的研究，但當前研究主要模擬了大腦發育早期階段，且大部分研究僅維持數月，長期存活率低，神經元等脆弱細胞也會提早損失。實驗室歷經數年用許多不同腦細胞成功培養的復雜組織，或能更準確地代表成熟大腦及其發育狀況。

　　此次，美國哈佛大學研究人員對人腦類器官進行了5年多的培養。通過混合不同年齡（偏年輕和偏成熟）的特殊生物學腦細胞，創造了“嵌合類器官”。結果，更老的祖細胞繞過了更早的發育階段，僅在兩周內就產生了成熟的神經元類型（通常需要兩個月時間形成）。這說明，這些培養中的人腦類器官記錄了時間的流逝，并保留了已完成發育步驟的記憶，即使接收到了來自年輕細胞的早期發育階段信號，它們也沒有忘記自己的身份。

　　研究人員對這些長期培養的類器官進行了全基因組分析，揭示了與人腦在出生前后期和出生后的類似性狀。隨著這些類器官不斷發育，它們最后獲得了更成熟的基因表達模式、神經元類型和脊髓結構。