新策略产生更准确的儿科大脑类器官
马克西玛公主儿科肿瘤学中心和 Hubrecht 研究所的研究人员生成的类器官更准确地捕捉到了大脑皮层的基本特征，皮层是人类大脑及其发育的重要组成部分。科学家们开发了具有细胞组织、干细胞扩增和细胞身份等功能的微型器官，这些功能更接近地模仿现实生活中的情况。这些新型类器官可用作儿童脑肿瘤模型的基础。
多种儿童脑肿瘤，如皮质神经胶质瘤，起源于皮质，即大脑最大部分的外层和大脑最扩展的结构。目前，大约十分之六的儿童在被诊断患有中枢神经系统恶性肿瘤五年后仍然活着。更好地了解脑肿瘤如何产生和发展的研究可以帮助研究人员找到可能的治疗靶点。
为了研究大脑和脑肿瘤的发育，科学家们使用类器官：在实验室中生长的 3D 微型器官或微型肿瘤。在一项新的研究中，马克西玛公主中心和胡布雷希特研究所的科学家们创造了一种新的皮质类器官，可以更好地代表人类大脑。
更准确的模型
这项新研究由博士领导。Máxima 中心研究组组长 Benedetta Artegiani 和 Hubrecht 研究所 Oncode 研究员兼 Máxima 中心附属小组组长 Delilah Hendriks 于今日在《自然通讯》上发表文章。他们生成的新皮质类器官在多个方面更接近地代表了人类大脑：它们的形状、它们的结构组织以及它们的细胞的一些特性。
概括人类大脑发育的各个方面。
人脑的形成始于一个称为神经管的单一结构，它由称为神经上皮的特定组织组成。然后，该结构中的细胞慢慢地被“指示”生成大脑各个部分中存在的所有不同细胞。
Artegiani 说：“目前的大脑类器官模型通常有几个发育结构，在一个类器官内就像一个&luo;独立&ruo;的小型发育大脑。” 研究人员长期以来一直试图减轻这些多重结构的形成。为了减少变异性，提高可重复性，更好地重建大脑的不同细胞特性，并最终更准确地再现大脑的发育。现在，在这项研究中，新的类器官模型是由这种自组织、单一发育的神经上皮组成的。
博士生兼该研究的第一作者安娜·帕利亚罗(Anna Pagliaro)表示：“我们试图在培养皿中模拟大脑发育过程中随时间推移出现的分子梯度。这导致迷你大脑的形状和结构与我们以前使用的非常不同。这些类器官总体上更类似于大脑发育的早期阶段。令人印象深刻的是，这些类器官的形状对形成它们的所有不同细胞的影响有多大，无论是在形状、结构还是身份方面。
模仿人脑机制
研究人员将这种新的迷你大脑命名为扩展神经上皮类器官(ENO)，因为它们用于生长它们的发育组织。为了生成它们，他们做了一个小但重要的改变。亨德里克斯：“大脑中的细胞被指示通过在时间上缓慢行动的分子来获得它们的身份，即所谓的时间梯度。这正是我们试图模仿的。令我们惊讶的是，只需缓慢地逐步提供一种分子(TGF-b)就足以生成大脑类器官。这种微小的变化产生了巨大的影响，使我们能够生成形状和特性更类似于人脑的类器官。”
下一步
儿童脑肿瘤可能源自不寻常或错误的发育过程，他们的研究可能受益于这些更好地概括早期胚胎发育机制的新模型。研究人员用来制造类器官的信号分子在儿童脑肿瘤中经常发生改变，这也表明幼儿癌症的发病可能与大脑发育的变化有关。现在研究人员了解到时间梯度对于生成更准确的类器官非常重要，这项研究为开发越来越类似于正在发育的人类大脑的大脑类器官铺平了道路。
Artegiani：“我们可以使用这些新型类器官作为儿童脑肿瘤模型的基础，并更深入地研究 TFG-b 信号传导在此过程中的作用。我们的研究标志着创建适当模型来研究儿童脑癌的重要一步。如果信号分子的如此微小的变化对大脑类器官模型产生如此大的影响，我们只能开始想象发育过程中的微小变化会对儿童脑肿瘤的发展产生何种影响。
这项研究的部分资金来自 NWO 公开竞赛 M 补助金。
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