从干细胞产生的大脑器官

人类中最复杂的器官是大脑。由于其复杂性，当然还有出于伦理原因，对其进行科学实验非常困难，例如可以帮助我们了解帕金森氏症等神经退行性疾病的科学实验。卢森堡大学卢森堡系统生物医学中心(LCSB)的科学家现已成功地将源自皮肤样本的人类干细胞转化为微小的三维脑样培养物，其行为与人类中脑细胞非常相似。

在研究人员的培养皿中，不同的细胞类型会发育，连接到网络，交换信号并产生活跃大脑典型的代谢产物。“我们的细胞培养为脑研究打开了新的大门，”詹斯·史威博恩(Jens Schwamborn)教授说，他的LCSB研究小组发育和细胞生物学研究工作已经完成。“我们现在可以使用它们来研究帕金森氏病的病因以及如何有效治疗它。”该团队将其结果发表在著名的科学杂志《干细胞报告》上。

帕金森氏症的研究人员特别关注人类的中脑：它是医学上称为黑质的组织结构的所在地。在这里，神经细胞-特别是多巴胺能神经元-产生信使多巴胺。需要多巴胺来维持身体的平稳运动。如果多巴胺能神经元死亡，则受影响的人会出现震颤和肌肉僵硬，这是帕金森氏病的独特症状。出于伦理原因，研究人员无法从黑质中提取细胞进行研究。因此，世界各地的研究小组正在致力于在培养皿中培养中脑的三维结构。由干细胞研究人员Jens Schwamborn领导的LCSB团队就是这样一个团队。

用于研究的类脑组织

LCSB的科学家研究了所谓的诱导性多能干细胞，即不能产生完整生物体但可以转化为人体所有细胞类型的干细胞。将干细胞转化为脑细胞所需的程序是由安娜·蒙泽尔(Anna Monzel)开发的，这是她在Schwamborn研究小组所做的博士论文的一部分。“我必须开发出一种特殊的，精确定义的生长因子混合物，并采用某种特定的干细胞处理方法，这样它们才能朝着理想的方向分化，” Monzel描述了她的方法。为此，她能够利用前几年在Schwamborn团队中进行的广泛准备工作。

“我们随后对这些人造组织样本的检查显示，已经发展出中脑特征的多种细胞类型，” Jens Schwamborn说。这些细胞可以传输和处理信号。我们甚至能够检测多巴胺能细胞，就像在中脑中一样。正如Schwamborn所强调的那样，这一事实使LCSB科学家对全世界的帕金森氏研究人员产生了极大的兴趣：“在我们的新细胞培养中，我们可以研究导致帕金森氏病的机制比以往任何时候都要好得多。我们可以测试环境影响(例如污染物)对疾病的发作有什么影响，是否有新的活性剂可以缓解帕金森氏症的症状，或者疾病是否可以从其根本原因中治愈。接下来，我们将进行此类调查。”