首個(gè)多人細(xì)胞大腦3D模型問世

研究人員首次建立了大腦的3D模型，其中包括來自不同供體的各種細(xì)胞類型。這些類器官可能有助于揭示為什么大腦對(duì)藥物的反應(yīng)因人而異。6月26日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然》。

其他團(tuán)隊(duì)之前已制作了來自多個(gè)人類供體腦細(xì)胞的2D薄片，但這項(xiàng)工作報(bào)道了足以用于研究的3D系統(tǒng)。

“這是一項(xiàng)非常強(qiáng)大的技術(shù)，也是一種強(qiáng)大的方法?！蔽磪⑴c該研究的美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校生物學(xué)家Tomasz Nowakowski說，許多研究團(tuán)隊(duì)可能會(huì)采用這種方法，“這是技術(shù)上的杰作”。

這些被研究者稱為嵌合體的嵌合培養(yǎng)物，結(jié)合了來自5個(gè)供體的細(xì)胞，而未來的迭代可以容納來自數(shù)百人的細(xì)胞。

論文通訊作者、美國哈佛大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家Paola Arlotta說：“如果有一天，我們可以在試驗(yàn)之前使用嵌合體預(yù)測個(gè)體對(duì)新療法的反應(yīng)，那會(huì)怎么樣？我喜歡想象未來。”

被稱為類器官的模型系統(tǒng)模仿了器官的細(xì)胞組成，如腸道和肺。研究人員將來自人類供體的干細(xì)胞浸泡在一種精確配制的化學(xué)混合物中，以促進(jìn)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為特定器官中通常存在的所有細(xì)胞類型，而培養(yǎng)條件也促使細(xì)胞聚集成復(fù)雜的3D形狀。

大腦類器官生長得特別緩慢，使用條件也特別苛刻，研究人員一直在尋找更好的制造方法。一種方法是將來自幾個(gè)供體的細(xì)胞組合成一個(gè)單一的類器官。使用多供體細(xì)胞團(tuán)可能更容易處理，并且可以在單一模型中捕獲到廣泛的人類遺傳多樣性。然而，由于起始干細(xì)胞的生長速度不同，那些快速生長的干細(xì)胞不可避免地占據(jù)了主導(dǎo)地位。

現(xiàn)在，Arlotta和同事找到了訣竅，那就是首先制備一套單一供體類器官。當(dāng)這些細(xì)胞成熟時(shí)，所有類器官中的細(xì)胞都會(huì)以相似的速度生長。然后再將這些結(jié)構(gòu)均質(zhì)化并將細(xì)胞聚集在一起，就有可能培養(yǎng)出復(fù)合類器官。在該研究中，嵌合體在3個(gè)月后增長到約3至5毫米寬，并且含有與胎兒皮質(zhì)組織相同的細(xì)胞類型。

“這真的是一個(gè)很大的進(jìn)步?！焙商m類器官研究公司HUB Organoids首席執(zhí)行官Robert Vries說，研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)“真的需要更多的類器官系統(tǒng)”。

嵌合體能使研究人員弄清藥物是否會(huì)對(duì)不同人產(chǎn)生不同影響。作為一個(gè)測試案例，研究團(tuán)隊(duì)用神經(jīng)毒性藥物處理了多供體類器官。結(jié)果顯示，導(dǎo)致胎兒酒精綜合征的乙醇，只減少了來自一個(gè)供體細(xì)胞系的細(xì)胞數(shù)量。而當(dāng)與抗癲癇藥物丙戊酸聯(lián)合使用時(shí)，來自該供體的細(xì)胞生長得更快。

但Vries提醒說，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮罄m(xù)工作，以確保嵌合模型中看到的任何效應(yīng)都來自特定細(xì)胞系的遺傳因素，而不是緊密排列的細(xì)胞之間的相互作用。

Nowakowski補(bǔ)充說，使嵌合體生長也是“勞動(dòng)密集型”工作，他正在實(shí)驗(yàn)室里試驗(yàn)這種模型。但是，自動(dòng)化的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)應(yīng)該可以減輕工作量，并使這些模型能夠用于更有效的腦部疾病實(shí)驗(yàn)。

來源： 中國科學(xué)報(bào) 胡璇子

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。