大脑根据运动控制、语言处理和视觉信息处理等功能分为不同的区域。在遥远的区域之间,作为神经细胞一部分的“轴突”由成束的组织连接,通过这些组织交换信息。

 这一次,东京大学工业科学研究所的Yoshiho Ikeuchi副教授和他的同事们使用人类iPS细胞制造了一种人工脑组织,它模仿了由轴突束连接的两个远距离大脑区域的结构,我成功地制作了它。

 该研究小组首先将人类 iPS 细胞分化为脑神经,并通过在微型设备的每一侧放置一个来培养它们,该微型设备由两个圆形腔室和连接它们的狭窄通道组成。放置在设备上后的第 2 天左右,大量轴突从每个轴突延伸到通道中。 第 1 天左右,通道中的轴突变成了成束的组织,可以制造出两个人工脑组织相连的组织。

 当一个脑组织受到电刺激时,另一个脑组织中也检测到信号,证实了两个脑组织之间交换了信息。由此发现,这次产生的组织模仿了信息在大脑远处区域之间传输的方式。

 接下来,当删除并分析引起轴突束疾病的致病基因L1CAM的功能时,发现轴突束形成的效率大大降低。由此可知,本次制作的组织具有与生物体内的脑组织相同的机制形成的轴突束,作为疾病模型也有用。

 本研究成果的人工脑组织有望作为简化生物体现象的模型实验系统,用于克服大脑中的神经回路和相关疾病的研究中。

纸张信息:[IScience] 连接两个皮层区域的人iPS细胞来源的大脑组织模型

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