类人脑移植入新生大鼠！史丹佛新研究有望成为新兴人脑疾病研究平台

类人脑（brain organoid）为一个极具发展潜力的体外研究平台，可用于模拟人体发育及疾病学。近期一篇刊登于 Nature 期刊的文献展现透过移植微型类人脑结构至小鼠脑中，可以成功发送信号并使老鼠胡须对周遭环境变化产生反应。此研究结果显示人类干细胞生长的神经元能与活体啮齿动物的神经细胞相互作用，有望成为未来人类大脑疾病疗法的试验方法。

移植“类人脑”入新生大鼠

美国史丹佛大学的研究团队利用人类干细胞培养出皮质类器官（cortical organoids）结构，并将其注射移植至新生、无胸腺大鼠脑内的体感皮质层中，期望人类细胞会跟随老鼠自身的细胞生长。研究团队注射的体感皮层区域为大鼠胡须感官接受的部位，能将讯号传送至其他信号解读的大脑区域。

人类脑细胞的成熟速度比大鼠细胞慢许多，研究人员至少需等上 6 个月才能让类器官完全融入大鼠的大脑中。而根据研究结果显示，大鼠脑内的人体移植干细胞最终成功生成出成熟细胞，并可与感觉、动觉相关的回路连结。研究团队还透过 MRI 检测移植后的类器官生长情形，并也利用单核分析（sigle-nucleus profiling）观察皮质生成的情形。当研究团队刺激老鼠胡须时，其感觉皮层中的人体细胞会有所反应，显示这些细胞已能有效获取感觉讯息。

另外，为展现此研究对于疾病研究的前景，研究团队还自三名患有与心脏、自闭症有关的罕见疾病提摩西症候群（Timothy Syndrome）患者的干细胞中培养出类大脑器官，并期望会诱导与自闭症相似的症状。而尽管此细胞与其他类大脑器官看似无异，但当移植至大鼠脑内时，却无法生长得如同健康类大脑器官那般大，其神经元也无法以同样的方式放电。

被推上道德伦理浪尖的研究

然而，此类研究在许多人看来仍是有道德疑虑的，无意间创造出啮齿动物/人类的杂交种的可能性可能将伤害到动物。2021 年，美国国家科学院（National Academies of Sciences）联合工程院、医学院发布了一份报告，指出类人脑仍过于原始，无法产生意识；然而若要产生人类智能或其他能力仍需要监管规范。而对此，研究团队指出其类人脑移植手术并无导致大鼠癫痫发作，或产生记忆障碍等问题，也似乎无显著改变动物的行为。

值得一提的是，将人类的类大脑器官移植到老鼠的实验并非新闻，早于 2018 年神经科学家 Rusty Gage 与其研究团队就已完成此创举，只是类大脑器官是移植到成年小鼠而非新生幼鼠。不过由于新生幼鼠的大脑比成年动物更具可塑性，将能更好地接受新细胞。的此研究成果令许多分子生物学家十分振奋，尽管移植程序昂贵又复杂，无法成为各实验室的标准研究工具，但是为深入探索大脑复杂性的重要一步。

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