캘리포니아 대학교 샌디에이고 의과대학의 연구원들은 실험실에서 오가노이드 "미니 두뇌"를 성장시키는 빠르고 비용 효과적인 방법을 개발했습니다. 뇌의 구조를 복제하지만 의식 수준은 없는 이 소형 뇌는 다음을 사용하여 만들어집니다. 줄기 세포. 연구자들은 이러한 미니 뇌를 통해 그들이 복제하는 실제 뇌를 더 잘 이해할 수 있기를 바랍니다.
“뇌는 신체에서 가장 복잡한 조직 중 하나입니다.” 알리슨 무오트리UCSD 의과대학 줄기세포 프로그램 책임자는 Digital Trends에 이렇게 말했습니다. “우리는 해부학과 성인 뇌의 작동 방식에 대해 좋은 아이디어를 갖고 있지만 인간의 뇌 신경 발달에 대한 이해는 매우 신비로운 단계에 있습니다. 이는 손상되지 않은 인간 배아의 뇌가 자궁 내에서 자라기 때문에 접근하기가 매우 어렵기 때문입니다. 뇌가 어떻게 발달하는지, 언제 기능이 시작되는지에 대한 정보는 거의 없지만 자궁에서 시작되는 신경학적 장애는 많습니다. 그러므로 건강한 상태와 질병 상태 모두에서 뇌가 어떻게 발달하는지 배우는 것이 매우 중요합니다.”
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미니뇌는 인간의 만능줄기세포를 배양한 뒤 이를 신경전구세포로 형성하도록 유도해 만들어진다. 이는 배양 배지에 첨가된 작은 분자를 사용하여 달성됩니다. 그런 다음 이러한 신경 전구 세포는 3차원으로 성장하고 확장되어 여러 층으로 구성된 구형을 형성하도록 유도됩니다. 마지막으로, 전구 세포는 뉴런과 뇌에도 존재하는 일종의 신경교 세포로 전환되어 완전한 유기체로 성숙됩니다.
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연구자들은 수십 년 동안 접시에서 뇌 세포를 생성하기 위한 프로토콜을 최적화해 왔습니다. 그러나 연구자들이 3차원 성장을 유도할 수 있다는 사실을 알게 된 것은 최근에야 가능합니다. 인간 배아의 초기 단계와 유사한 구조로 세포가 스스로 조직될 수 있도록 하는 방식 뇌. 이는 실험실에서 인간 신경 발달의 초기 단계를 연구할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 그렇게 하면 자폐증과 같은 유전 질환이나 바이러스가 뇌에 영향을 미치는 다양한 방식에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있습니다.
이러한 미니 두뇌 개발 과정을 더 쉽게 만들기 위해 UCSD 연구원들은 체세포를 3D 두뇌 유기체로 더 빠르게 변환할 수 있는 프로토콜을 개발했습니다. "비용과 시간 외에도 가장 큰 장점은 처리량입니다."라고 Muotri는 덧붙였습니다. "이제 우리는 서로 다른 개인으로부터 동시에 수백 가지의 서로 다른 뇌 유기체를 만들 수 있습니다."
작업을 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 Stem Cells and Development 저널에 게재됨.
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