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人脑类器官准确模拟,为自闭症治疗带来希望

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人脑类器官准确模拟,为自闭症治疗带来希望

9月13日,《自然》杂志发表了一项研究成果:凭借类器官和遗传学的革命性结合系统,科学家可在人脑类器官中全面测试多个突变的影响,识别出脆弱的细胞类型和基因调控网络,而这正是治疗自闭症谱系障碍的基础。

人类大脑依赖一个独特过程建立错综复杂的分层和连接皮层,这一过程也使人类更容易出现神经发育障碍——许多自闭症谱系障碍(ASD)高风险基因就与皮层发育息息相关。为了打开自闭症研究的“黑匣子”,奥地利科学院分子生物技术研究所(IMBA)和瑞士苏黎世联邦理工学院联合开发了一种技术,来筛选自闭症关键转录调节基因。

在新开发的称为“CHOOSE”的系统中,大脑类器官中每个细胞最多携带一个特定基因突变。研究人员可在单细胞水平上追踪每个突变的影响,并绘制每个细胞的发育轨迹。通过这种高通量方法,即可系统地灭活一系列致病基因,而随着携带这些突变的类器官生长,还能分析每种突变对发育的影响。

研究人员以此了解到自闭症致病基因共同的分子机制,他们与临床医生合作,从两个自闭症患者干细胞样本中生成了人脑类器官。两名患者在导致自闭症的同一基因中都有突变,生成的类器官显示出与特定细胞类型相关的显著发育缺陷。通过这项新技术,科学家和临床医生获得了一种强大且精确控制的高通量筛选工具,其不但可大大缩短分析时间,还为人们了解疾病机制、最终治愈疾病提供宝贵的信息。

尽管临床研究表明,多种基因突变与自闭症之间存在因果关系,但科学家仍然不了解这些突变是如何导致大脑缺陷的。现在,人们获得了对自闭症病理学的全新见解,而新系统的多功能性和可转移性,也可能适用于其他复杂脑类恶疾。这一成果为了解复杂的人类大脑疾病提供了创新途径,并为自闭症治疗临床研究带来了希望。

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