在实验室里种植的人脑有机体，“眼睛”响应光明

根据在2021年8月17日在杂志中发表的一项研究，人诱导多能干细胞（IPSCs）可用于产生含有称为视神经杯的眼部结构的脑结构。细胞干细胞。有机体自发地从脑状区域的前部发出双侧对称光学杯，展示了IPSC在高度复杂的生物过程中的内在自我图案化能力。

“我们的作品突出了脑器有机体的显着能力，以产生与身体中的光敏感和港口细胞类型相似的原始感官结构，”大学医院杜塞尔多夫大学医院Jay Gopalakrishnan说。“这些有机体可以有助于研究胚胎发育，模型先天性视网膜障碍的脑眼相互作用，并为个性化药物测试和移植治疗产生患者特异性视网膜细胞类型。”

人类大脑发育和疾病的许多方面都可以用多能干细胞衍生的3D脑器官来研究，这些器官可以产生体内所有类型的细胞。研究人员以前用人类胚胎干细胞制造了视觉杯，它产生了视网膜——眼睛后面的光敏层组织。另一项研究表明，光学杯状结构可以从诱导性多能干细胞中产生，诱导性多能干细胞来源于经过基因重编程回到胚胎样多能状态的成年细胞。

在过去，从多能干细胞的光学杯的产生聚焦在产生纯视网膜上。到目前为止，光学杯和其他3D视网膜结构尚未在功能上集成到脑器子内。

为了实现这一壮举，Gopalakrishnan和他的团队修改了他们以前开发用于将IPSCS转化为神经组织的协议。人脑有机体形成光学杯，早在30天之前出现并在50天内以可见结构成熟。这次框架与人类胚胎中视网膜发育的相框，可以使某些类型的发育神经生物学实验更有效。yabo124

来自四个IPSC捐助者的16个独立批次，研究人员产生了314个脑器有机体，其中72％形成了光学杯，表明该方法可再现。这些结构含有不同的视网膜细胞类型，其形成响应光的电动神经元网络。光学杯脑器有器材还含有透镜和角膜组织，并表现出与脑区的视网膜连通性。“在哺乳动物的大脑中，视网膜神经节细胞的神经纤维伸出到它们的脑靶位连接，这方面从未在过在体外系统，“Gopalakrishnan说。

在未来的研究中，他们计划开发一种策略，使视神经杯能够长时间存活，利用它们来研究引起视网膜疾病的机制。

参考:elke Gabriel, Walid Albanna, Giovanni Pasquini, Anand Ramani, Natasa Josipovic, Aruljothi Mariappan, Friedrich Schinzel, Celeste M. Karch, Guobin Bao, Marco Gottardo, Ata Alp Suren, Jürgen Hescheler, Kerstin Nagel-Wolfrum, Veronica Persico, Silvio O. Rizzoli，Janine Altmüller、Maria Giovanna Riparbelli、Giuliano Callaini、Olivier Goureau、Argyris Papantonis、Volker Busskamp、Toni Schneider和Jay Gopalakrishnan, 2021年8月17日，细胞干细胞。
DOI：10.1016 / J.Stem.2021.07.010