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科学日报北京12月21日电据美国最新一期杂志《细胞》报道，美国科学家在人类干细胞的帮助下开发出一种3D“迷你大脑”，发现它在结构和功能上比目前广泛使用的2D模型更接近真实大脑。新模型将帮助科学家更好地理解大脑发育和神经疾病，如阿尔茨海默病或精神分裂症。
美国索尔克研究所基因分析实验室主任约瑟夫·埃克教授说，将人类脑细胞发展成微型3D器官是一项重大突破。利用结构上最接近实际大脑的模型，科学家可以通过观察其遗传和表观遗传特征来寻找最接近实际大脑的功能。
多年来，细胞生物学家通过化学方法促进胚胎干细胞在培养皿中发育(分化)成各种类型的脑细胞。研究人员可以从这些单层细胞中收集大量信息，但仅限于这些真实的脑组织是2D的事实。2013年，欧洲研究人员开发了一种新方法，在3D凝胶中培养胚胎脑细胞，并将其分化成类似真实大脑的多层脑细胞。然而，被称为器官样的微型大脑和在这些实验室中培养的真实大脑之间的功能差异还不清楚。
索尔克研究所将大脑发育早期的器官样器官与同一阶段的真实脑组织进行了比较。研究人员发现，在细胞获得的分化程度上，器官样器官比二维模型更接近真实大脑，即器官样器官沿着与真实大脑非常相似的早期发育时间线发展。
为了创造器官样细胞进行分析，研究小组使用H9人类胚胎细胞系，并添加适当的化学物质诱导这些细胞沿着神经发育途径生长60天。然后，他们分析了相似器官的表观遗传特征。细胞的表观基因受环境因素如饮食或压力的影响，越来越被认为与疾病如发育和精神分裂症有关。
研究人员说，以前没有人对大脑组织的表观基因组进行过测序。这种评估对于理解大脑发育尤其重要，特别是对于最终利用这些组织来开发神经疾病的治疗方法。(记者冯卫东)
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大脑和宇宙一样庞大和混乱，人类理解它就像他们认识天体一样，从点到线到面，然后到多层维度，然后从可见到不可见。我们探索大脑神经元、神经回路、灰质、海马体...从细胞到基因，从基本形态到功能，从2D到3D，在这个“大脑星球”里学习是没有尽头的！
