新技術！實驗室生長人腦細胞

【在實驗室里生長人類的腦細胞】李甘博士希望找到治療方法來幫助阿爾茨海默病患者。像大多數研究人員一樣，她掃清了幾個主要障礙。

當研究人員發現潛在的新葯時，必須對人體細胞進行檢測，以確認其可以使患者受益。歷史上，這些測試已經在癌細胞中進行，但癌細胞通常與人腦細胞的生物學不匹配。

Gladstone研究所高級研究員Gan解釋說：「問題是實際人群的腦細胞不能在盤中生存，所以我們需要在實驗室中設計人體細胞。但是，這並不像聽起來那麼簡單。」

許多科學家使用誘導性多能幹細胞（iPSCs）來解決這個問題。IPSC通過重新編程皮膚細胞成為幹細胞，然後可以轉化成身體中的任何類型的細胞來製備。Gan使用iPSCs來產生腦細胞，如神經元或神經膠質細胞，因為它們與神經變性疾病有關。

源自iPSCs的人類腦細胞具有很大的藥物篩選潛力。然而，生產它們的過程可能是複雜的，昂貴的和高度可變的。目前許多方法產生的細胞是異質的或彼此不同的，這可能導致藥物篩選結果不一致。

為了克服這些限制，邁克爾·沃德博士博士有一個想法。

新技術誕生了

曾任Gan實驗室博士後研究的Ward，他現在是美國國家衛生研究院的調查人員說：「我認為，如果我們可以找到一種方法來簡化和更好地控制這種方法，我們可以改進我們在實驗室中設計人類腦細胞的方式。」

Ward和他的同事Chao Wang博士發現了一種方法來操縱細胞的遺傳構成，從單個iPSC產生數千個神經元。這意味著現在每個工程腦細胞都是相同的。

加州大學舊金山分校神經病學教授甘恩（Gan）表示：「我使用傳統的方法觀察到太多的變異性，這使得再現實驗非常有問題，因此，產生均勻的人腦細胞的能力是非常令人興奮的。」

該團隊進一步改進了創建簡化的兩步過程的技術。這使得科學家能精確地控制他們產生的腦細胞數量，並使得更容易將其結果從一個實驗複製到下一個實驗。

他們的技術也大大加速了這個過程。Gan和她的團隊通常需要幾個月的時間才能產生大腦細胞，現在可以在1或2周內對其進行大量的工程設計，並在1個月內就能產生功能活躍的神經元。

研究人員認識到，這種新方法具有巨大的潛力來篩選藥物和研究疾病機制。為了證明這一點，他們對自己的研究進行了測試。

他們運用他們的技術，通過使用iPSCs產生人類神經元。隨後開發了藥物發現平台，篩選了1,280種化合物。他們的目標是確定可以降低大腦蛋白質tau蛋白水平的化合物，這被認為是阿爾茨海默病研究中最有希望的方法之一，並且可能產生新藥物來治療這種疾病。

「這表明，我們可以設計大量人腦細胞，這些細胞都是一樣的，同時也大大降低了成本，」Gladstone：「這意味著我們的技術可以輕鬆擴大，並且基本上可以用來篩選數百萬種化合物。」

這種新技術的細節也在2017年10月10日在科學雜誌「幹細胞報告」上發表。(榕榕 207001)

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