来自人类细胞的脑类器官在实验室中成熟，并发展出与胎儿和新生儿大脑相似的特征。图片来源：Irene Faravelli 和 Noelia Antón-Bolaños 研究人员已经培养了反映人类大脑发育的脑类器官超过五年，这些类器官是迄今为止在实验室中存活时间最长的器官。到目前为止，大多数脑类器官只能模仿器官发育的早期阶段，通常在数月内就开始死亡。墨尔本大学的神经科学家Maria Di Biase表示，能够长时间培养类器官是“一项令人难以置信的壮举”。随着它们随着时间的发展，科学家们可能会更好地理解疾病如何影响大脑发育。马萨诸塞州剑桥的哈佛大学发育神经生物学家Paola Arlotta及其同事今天在《自然》杂志上报道，15天到2个月大的类器官经历了类似胎儿大脑在怀孕早期的基因表达变化。3到6个月大类器官的变化与大脑在怀孕中期的变化相当，而在经历12个月生长后，类器官展现出与新生儿大脑相似的基因表达模式。Arlotta说：“一旦我们分析了这些类器官，我们意识到它们不仅存活了五年，还随着时间的推移不断变化、发展和成熟。”团队在类器官达到五岁时完成了分析，但这些小器官仍在继续生长。澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的神经生物学家Cedric Bardy表示，这些细胞以与人类大脑相同的速度衰老，真是令人惊讶。 记住时间 Arlotta和她的同事们培养了34个类器官，并在前18个月每3到6个月收集一次数据，然后每年收集一次，直到类器官五岁。他们将这些数据与之前从生长15天到6个月的类器官中收集的数据结合在一起。团队发现，随着时间的推移，类器官显示出细胞特异性的衰老迹象，如髓鞘形成——一种蛋白质膜在某些脑细胞周围形成的过程——与人类大脑非常相似。研究人员还发现，类器官中的细胞保留了它们的年龄和功能的记忆。Di Biase说：“在这项研究之前，我们就知道可以从细胞的分子状态判断其年龄。但令人兴奋的是，细胞还可以利用这种历史来确定接下来要做什么。”团队从培养9到12个月的“老”类器官中取出细胞，并与仅生长15天的“年轻”细胞混合。他们继续将细胞混合物再生长15天。Arlotta表示，年轻细胞按照预期表现，并产生大脑早期发育所需的神经元。但老细胞并没有制造相同的早期细胞，而是制造出一个类器官通常在生长数月后才会发育出的神经元。Arlotta表示，这种行为表明这些细胞记录了时间的流逝，能够回忆起它们已经成熟，尽管它们身处新的环境。