宋紅軍、明國麗夫婦發表Cell新文章

　　寨卡病毒（Zika virus）疫情出現在研究大腦的新干細胞技術正在完善及進行測試之時。在4月22日的《細胞》（Cell）雜志上，來自約翰霍普金斯大學醫學院的研究人員將一種腦區域特異性類器官（organoids）公諸于世，它在三維空間中展示了寨卡病毒影響人類大腦的機制。這些類器官數據支持了寨卡病毒偏好感染神經干細胞，及損傷程度差異取決于感染時間的這些觀點。

　　類器官是指在實驗室中培養，模擬器官自然形成過程的組織團塊。近年來，各個領域的研究人員都已經開始利用人類干細胞培育微型器官，來更好地了解發育和疾病，加速新藥開發。

　　2014年，由紀念斯隆凱特林癌癥中心領導的一項研究，第一次證實了可以在實驗室培育出源自人類前列腺腫瘤的類器官，為研究人員提供了一個令人興奮的新工具來測試癌癥藥物和個體化的癌癥療法。研究結果發表在Cell雜志上（華人學者Cell重大突破：首次培育出癌癥類器官 ）。

　　2015年5月，研究人員利用由癌癥患者腫瘤衍生出的三維（3D）類器官，接近復制出了原發腫瘤的一些關鍵特性。這些“類器官”培養物適用于大規模的藥物篩查來檢測與藥物敏感性相關的一些遺傳改變，為采用個體化治療改善癌癥患者的臨床結局鋪平了道路。他們將這項研究發表在Cell雜志上（Cell：首個癌癥類器官生物銀行 ）。

　　同年，馬普研究所的Thomas F. Meyer領導研究團隊建立了長期穩定的輸卵管3D類器官。他們找到了能滿足輸卵管細胞特殊需求的培養條件，確保了輸卵管成體干細胞的存活，并幫助這些干細胞增殖和分化。這項研究發表在Nature Communications雜志上（科學家建立首個輸卵管類器官 ）。

　　多年來大腦類器官（也叫微型大腦）一直被積極地用于研究之中，然而高昂的成本、大多數實驗室無法獲得，以及棘手的實驗方案阻礙明確的對照實驗限制了它們。由宋紅軍（Hongjun Song）和明國麗（Guo-Li Ming）領導的研究小組，通過3D打印微型的旋轉生物反應器，來利用人類干細胞批量生產出腦區域特異性類器官，解決了這些問題。

　　宋紅軍和明國麗是一對神仙眷侶，他們早在北京大學讀書的時候就已經相戀了，現在兩人在事業上又相輔相成，共同在神經科學領域取得了一個又一個的成就，聯合署名發表在Cell、PNAS、Nat Neurosci等國際權威學術期刊上的研究論文已達70余篇。

　　今年3月初，宋紅軍、明國麗參與的一個研究小組在Cell Stem Cell雜志上發表論文，幫助將寨卡病毒感染與神經干細胞死亡聯系到一起，但這些先導實驗是在二維組織培養物中完成，無法完全重演正常大腦發育的一些特征（宋紅軍、明國麗等寨卡研究獲重要突破）。

　　這些生物反應器使得研究人員能夠做他們想做的研究——即在發育神經組織中觀察寨卡病毒感染。“當出現寨卡病毒危機之時，我們看到我們擁有了完美的系統來研究這一病毒的影響，”約翰霍普金斯大學醫學院細胞工程學研究所干細胞項目負責人宋紅軍說。

　　這些微型生物反應器可用生成三種類型的腦區域特異性類器官（前腦、中腦和下丘腦），它們可以存活及生長長達100天。這一時間跨度允許研究人員在與極早期和中期妊娠相當的發育階段中誘導寨卡病毒感染。三維實驗復制出了以往的研究發現：寨卡病毒喜歡感染神經干細胞，支持了在懷孕的前三個月發育大腦風險最大這一臨床發現。

　　約翰霍普金斯大學醫學院神經學教授明國麗說：“當受到寨卡病毒感染時，類器官要小得多，它們不會有效地生成神經元。在后期，你仍然可以看到病毒偏好感染神經祖細胞，盡管也感染了一些神經元，細胞死亡和增殖減少與我們在二維培養物中觀察到的結果相一致。”

　　宋紅軍說：“來自寨卡病毒的數據確實凸顯了這一模型系統的能力，我們可以在這一系統中研究疾病的不同階段，觀察感染背后的機制。有了這一生物反應器，現在這一模型有能力作為潛在療法的臨床前試驗基地。”

　　當前，研究人員正向科學界提供他們Cell論文中的技術，并在這些類器官上測試一些FDA批準的化合物，看看是否有任一種化合物可以控制寨卡病毒感染，如何將一種潛在的寨卡病毒療法傳送給胎兒是未來的另一個挑戰。