動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和醫(yī)學(xué)科學(xué)似乎一樣歷史悠久，但它們的歷史和用處并不能阻止它們成為頗有爭(zhēng)議的話題。

人們不斷追求有可能的方法來減少動(dòng)物的使用。

每年都有成千上萬的動(dòng)物被用于神經(jīng)系統(tǒng)的研究。然而，在動(dòng)物身上顯示有效的藥物當(dāng)中大約有95%對(duì)人類無效。

關(guān)于培育功能性腦組織的開創(chuàng)性研究有望取代我們對(duì)動(dòng)物的依賴。

美國馬里蘭州巴爾的摩霍普金斯大學(xué)彭博公共衛(wèi)生學(xué)院的研究人員，希望他們的新培育出的迷你大腦可以終代替以標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物為基礎(chǔ)的神經(jīng)系統(tǒng)研究。

迷你大腦的問世

約翰霍普金斯大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代研究中心（CAAT）在近35年一直處于細(xì)胞方法的前端。Thomas Hartung博士和他在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代研究中心（CAAT）的研究小組正在正在努力開發(fā)由真正的、具有功能性的相互連接的神經(jīng)元組成的微型大腦。

，人類細(xì)胞培育僅僅由一種類型的細(xì)胞組成，且這些細(xì)胞相互之間不存在方式的連接。這些細(xì)胞通常產(chǎn)生于切除的腫瘤細(xì)胞或是胚胎干細(xì)胞，兩者都帶來各自的倫理問題。

Hartung博士開創(chuàng)性的迷你大腦是截然不同的。它們是用取自健康患者皮膚細(xì)胞經(jīng)過“重新編程”成為干細(xì)胞構(gòu)成的。因此，這些細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs），規(guī)避了道德雷區(qū)。

這些細(xì)胞通過轉(zhuǎn)基因進(jìn)入胚胎干細(xì)胞階段并接受相應(yīng)刺激生長成為腦細(xì)胞。

尺寸大小、如何使用及其實(shí)用性

我們希望這些細(xì)胞團(tuán)會(huì)對(duì)許多疾病的病因和**研究有所幫助，包括阿爾茨海默氏癥、帕金森和自閉癥。使用迷你大腦對(duì)病毒感染、創(chuàng)傷和中風(fēng)的研究項(xiàng)目已經(jīng)在進(jìn)行中。

迷你大腦，直徑只有350微米，包含有10,000 - 20,000單個(gè)腦細(xì)胞。很容易在單獨(dú)一個(gè)皮氏培養(yǎng)皿中培養(yǎng)出大約100個(gè)這種相同的細(xì)胞群。不同于標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞的培養(yǎng)，它們包含一系列具有功能的、相互連接的腦細(xì)胞，包括星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。

通過迷你大腦模仿胚胎腦，研究人員能夠觀察神經(jīng)髓鞘的生長情況并注意它們何時(shí)發(fā)出自發(fā)電信號(hào)。

Hartung博士已經(jīng)申請(qǐng)了迷你大腦的**，并成立了一家名為ORGANOME（有機(jī)）的公司面向市場(chǎng)，將迷你大腦銷售給實(shí)驗(yàn)室。

類型的研究，成本一直備受關(guān)注；今日醫(yī)學(xué)新聞問Hartung博士，這些微型大腦與使用現(xiàn)有小鼠模型的成本相比如何。他說，“迷你大腦的價(jià)格尚未確定，但應(yīng)該與實(shí)驗(yàn)室大鼠價(jià)格（20-30美元）差不多?！?/span>

當(dāng)然，大鼠本身的成本只是動(dòng)物試驗(yàn)費(fèi)用的一小部分。Hartung博士接著解釋說，“一項(xiàng)神經(jīng)毒性的進(jìn)展性研究，因?yàn)槲覀兊哪Ｐ褪羌榷ǖ?，每一階段需要用1,400只大鼠花費(fèi)大約140萬美元?！彼幬镌囼?yàn)中選擇錯(cuò)誤的話則會(huì)更加昂貴。

迷你大腦的未來

該研究小組希望，迷你大腦的未來將是一片光明。其潛在的用途眾多且使用新的細(xì)胞類型所帶來的發(fā)展將帶來更多更大的可能。

利用遺傳疾病患者的皮膚細(xì)胞，研究人員將能夠在發(fā)生特定遺傳變化的細(xì)胞系上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。Hartung博士認(rèn)為，迷你大腦所將有助于研究違禁藥物、電子香煙、化學(xué)威脅制劑和感染疾病模型。

MNT詢問研究團(tuán)隊(duì)是否計(jì)劃在今后增大迷你大腦尺寸以額外增加其復(fù)雜水平。Hartung博士說：

“要問題是中心供氧和營養(yǎng)的供應(yīng)。我們停留在一個(gè)不受限制的尺寸。持續(xù)的大腦發(fā)育也會(huì)導(dǎo)致許多結(jié)構(gòu)的形成，（使其）難以控制。

每一個(gè)迷你的大腦都是一個(gè)個(gè)體。我們的細(xì)胞團(tuán)，在10周之后，都是均勻和相同的，與其他材料影響相比較具有的優(yōu)勢(shì)。”

迷你大腦的未來當(dāng)然看似一片光明。相同的神經(jīng)細(xì)胞，容易復(fù)制的選擇，運(yùn)到你的實(shí)驗(yàn)室，僅僅是一只小鼠的價(jià)格。也許這會(huì)終結(jié)在神經(jīng)學(xué)研究中的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

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