日前，一篇刊登在國際雜志Nature Neuroscience上題為“Long-term maturation of human cortical organoids matches key early postnatal transitions”的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究在實驗室中培育出了一種新型的迷你大腦類器官，其就像嬰兒的大腦一樣成熟。研究者表示，這種由人類干細胞所衍生的三維模擬大腦類器官能夠以與人類大腦發育驚人相似的方式成熟。

文章中，研究人員對在實驗室中培育了長達20個月的大腦類器官進行了廣泛的遺傳特性分析，結果發現，這些3-D類器官能遵循一種內部時鐘，該時鐘能引導其成熟并與人類發育的時間軸相同步。醫學博士Geschwind表示，這是一項最新的研究，截止到現在，還沒有科學家能夠在這么長的時間里培育并且表征出這種類器官，也沒有科學家能在實驗室中重現人類大腦發育的大部分情形。

本文研究或許是后期進行更為深入研究的推動力，而且目前研究人員已經證明，這些類器官能夠成熟并復制出正常人類發育的多個方面，并使其能作為科學家們在培養皿中研究人類疾病的良好模型。研究人員能利用誘導多能干細胞（ips cells）制造人類大腦類器官，而這些誘導多能干細胞來自于皮膚細胞或血細胞，科學家們會對這些細胞進行重編程使其進入胚胎干細胞樣階段，從而就能制造出任何類型的細胞了。

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隨后研究人員會將這些ips細胞暴露于一種特殊的化學物質混合制劑中，從而其就會受到影響并被制造出人類大腦某個區域的細胞；隨著時間的推移以及合適的條件，細胞就會自組裝來制造出3-D結構，并能夠展現出人類大腦發育的多個方面。人類干細胞所衍生的類器官有望徹底改變科學家們的醫學實踐，讓研究人員前所未有地理解包括大腦在內的復雜器官是如何發育以及對疾病產生反應的。

多年來，研究人員一直在培育人類大腦類器官來研究人類神經系統和神經發育障礙，比如癲癇癥、自閉癥和精神分裂癥等。由于人們普遍認為，組成這些類器官的細胞仍然停留在類似于胎兒發育的狀態，這些模型的實用性就受到了很大的阻礙；本文研究結果表明，將這些細胞培養至成熟狀態是有可能的，這或許有望幫助科學家們更好地研究成年階段疾病發生的分子機理，比如精神分裂癥或癡呆癥等。

研究者Geschwind說道，科學家們對于用于人類疾病研究的干細胞模型非常感興趣，本文研究工作代表了一個重要的里程碑，其表明了人類大腦發育的哪些方面是以較高的保真度被建模的，哪些基因在體外表現良好，以及何時最適合進行建模；同樣重要的是，我們提供了一種基于無偏倚的基因組分析框架來評估體外模型在體內的發育和功能表現。此外，研究人員還提供了一種名為GECO的工具來供科學家們瀏覽他們感興趣的基因，并用于測定體外和體內大腦之間的保真度。

最后研究者Aaron Gordon表示，相關研究結果表明，這些3-D大腦類器官能遵循一種特殊的內部時鐘，其在實驗室環境中的發展與活體體內的變化是平行的。本文研究是一項了不起的研究發現，這些類器官在280天左右的培養中達到了成熟狀態，此后其就能開始模擬嬰兒大腦的各個方面，包括一些已知的神經遞質信號傳導的生理學改變。（生物谷世聯博研Bioexcellence）

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