IT 之家 8 月 31 日消息，随着腦類器官研究的深入，科學家們開發出了多種構建策略，以滿足不同研究需求。非定向分化和定向分化是兩種常用的方法，它們在不同的研究場景中發揮着重要作用。
上海科技大學宣布，其生命科學與技術學院向陽飛課題組構建了脊髓三叉神經核團特異的人腦類器官，并完成了核團相關的腦區間連接體外模型的構建。
這項工作首次實現了 SpV 特異的人腦類器官構建，也首次完成了核團相關的腦區間連接體外模型的構建，爲研究人腦核團發育、神經靶向投射及相關病理機制提供了新的模型。相關研究成果已經發表在《細胞 - 幹細胞》（Cell Stem Cell）上（IT 之家附 DOI:10.1016/j.stem.2024.08.004）。
▲ SpV 類器官及 SpV- 丘腦融合類器官的構建分析示意圖，圖源：上海科技大學
上科大表示，後腦延髓在調控衆多基本生命功能中發揮重要作用。然而，針對這一區域的腦類器官模型仍然缺乏，特别是在延髓特定核團的構建方面仍爲空白。
據介紹，位于延髓的脊髓三叉神經核團（Spinal trigeminal nucleus, SpV）是最大的顱神經核，也是三叉神經核的關鍵結構，主要負責接收顱面部感覺信息并将這些信息傳遞至丘腦。雖然 SpV 密切參與了正常生理功能維持及多種病理機制發生，目前尚未有針對 SpV 核團的人源研究模型。
爲建立特異模拟 SpV 的腦類器官，研究人員探索了人類多能幹細胞體外三維神經分化的精細調控機制。通過與其他腦區特異類器官（例如該團隊之前建立的腦皮層類器官和丘腦類器官）以及在體腦組織等的比較分析，解析了 SpV 類器官的特征及其細胞譜系發育過程。此外還研究了長期培養下的 SpV 類器官中神經組織結構和功能特征。研究人員發現 SpV 神經元在長期培養的類器官中自發形成軸突束結構，表明了其潛在的投射能力。
爲了在體外模拟 SpV 與丘腦之間的連接，研究人員對 SpV 類器官和丘腦類器官進行了融合培養。結果顯示，SpV 神經元向丘腦側投射的能力顯著強于丘腦神經元向 SpV 區域的投射能力。通過不同的融合組合，如 SpV 類器官與丘腦類器官的融合、SpV 類器官與皮層類器官的融合，以及丘腦類器官與皮層類器官的融合，研究人員進一步分析了不同神經組織間建立投射的特征。這些投射特征與體内不同腦區間的連接特征相一緻。此外，通過逆行示蹤、光遺傳、鈣成像、電極刺激與記錄等多種研究手段，還進一步證實了在融合類器官中，SpV 細胞與丘腦細胞之間建立了連接。
