更准确的儿科神经类器官捕获皮质特征

源自多能干细胞的人类神经类器官可以在体外研究人脑发育的高度调控过程。在体内，该过程是由严格的时间和空间依赖性形态发生素梯度决定的。现在，研究人员开发了一种方法，可以开发出更好地代表人类大脑的新皮质类器官。

新的大脑类器官由单个自组织的顶端神经上皮ENO(扩展的神经上皮类器官)组成，与形成多个独立的神经上皮单元(玫瑰花结)的标准大脑类器官方案不同。

这些新的类器官可以更准确地捕捉皮质的基本特征，并且可以更接近地模仿大脑，例如细胞组织、干细胞扩增和细胞身份等。这些新型类器官可用作儿童脑肿瘤模型的基础。

这项工作发表在《自然通讯》上，论文“时间形态发生素梯度驱动的神经感应塑造了单个3个扩展的神经上皮脑类器官，具有增强的皮质特性。”

新的发现表明，新生成的皮质类器官在多个方面更接近地代表人类大脑：它们的形状、它们的结构组织以及它们的细胞的一些特性。

“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‘独立’的小型发育大脑，”马克西玛中心研究组组长BenedettaArtegiani博士指出。“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。”

“大脑中的细胞被指示通过在时间上缓慢作用的分子(即所谓的时间梯度)来获取其身份，”Hubrecht研究所Oncode研究员兼Máxima中心附属小组组长DelilahHendriks博士指出。“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。”

更具体地说，作者写道，他们发现“TGF-β信号传导的长期、递减梯度是ENO形成的决定因素，并允许神经上皮扩张的延长阶段。”

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。