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脑类器官是从多能干细胞中得出的,可以向我们展示来自干细胞的自发器官发生中发生的情况,以及通过良好定义的提示在诱导过程中发生的情况。因此,他们提供了一种理解大脑发育的另一种方法。此外,使用诱导的多能干细胞(IPSC)来推导人脑ORGA-NOIDS为建模脑部疾病提供了独特的机会。IPSC衍生的脑类器官可用于研究遗传变异和某些脑表型之间的因果关系,以模拟异质性病因的疾病,甚至开发治疗方法[1,2]。虽然我们远非建模大脑的完整发展过程,但已经在建模该过程方面采取了令人印象深刻的步骤。许多挑战限制了脑器官的效用,其中缺乏血管。当缺乏脉管系统的类器官生长时,缺氧以及缺乏营养和去除代谢物时,在器官的内部越来越严重,导致细胞应激和死亡。与此相一致,脉管造成的脑器官中的细胞表达与胁迫相关基因的标记,表明细胞应激水平增加。因此,缺乏脉管系统会导致细胞缺陷,并限制了脑器官的大小。缺乏脉管系统还消除了血管的内皮细胞信号传导,这是适当发育的大脑所需的。血管细胞形成神经祖细胞发育的利基市场;它们的缺失会影响祖细胞的发育。此外,有效的氧气和营养素和去除代谢物可能会改善脑器官的区域化,这在当前技术中大多是缺少的。血管性人脑器官的一种方法是将它们移植到免疫缺陷啮齿动物的大脑中(图1A)。这导致了移植的脑器官的血管化和改善的成熟[3,4]。然而,将脑器官移植到啮齿动物大脑中很难扩大。此外,人血管细胞中的基因表达与啮齿动物细胞并不完全相同,这可能会导致脑器官发育的差异。
由于我们的技术,HUB Organoids™ 可以直接从患者活检或切除组织中高效开发,这使我们能够从几乎所有癌症中生成遗传稳定、异质且与患者相关的生物库。此外,HUB Organoids 可以从正常和恶性患者组织中生成,从而提供独特的系统来评估抗肿瘤疗效和脱靶毒性。使用 HUB 的药物筛选平台和代表癌症患者中存在的多样化突变景观的独特模型,可以生成临床相关数据,让您能够确定新靶点、改进药物组合策略或自信地对患者群体进行分层。
脑类器官是模拟大脑某些三维 (3D) 细胞结构和功能方面的重要模型。能够记录和刺激电生细胞活动的多电极阵列 (MEA) 为研究脑类器官提供了显著的潜力。然而,传统的 MEA 最初是为单层培养而设计的,记录接触面积有限,仅限于 3D 类器官的底部。受脑电图帽形状的启发,我们开发了用于类器官的微型晶圆集成 MEA 帽。光学透明的外壳由自折叠聚合物小叶和导电聚合物涂层金属电极组成。通过力学模拟指导的微型胶囊聚合物小叶的可调折叠,可以实现对不同大小的类器官进行多功能记录,并且我们验证了对 400 至 600 m 大小的类器官进行长达 4 周的电生理记录以及对谷氨酸刺激的反应的可行性。我们的研究表明,3D 壳 MEA 为高信噪比和 3D 时空脑类器官记录提供了巨大潜力。
1, SFEBq = serum-free floating culture of em- bryoid body-like aggregates with quick aggrega- tion, CGE = Caudal Ganglionic Eminence, SS = Subpallium Spheroids, SAG = Smoothened Agonist, CXCR4 = Chemokine Receptor type 4, CO = Cortical Organoids, ALI-Cos = Air-Liquid Interface culture to Cerebral Organoids, MPCs = Mesoderm Progenitor Cells, IBA1 = Ionized calcium-Binding Adapter molecule 1, WDR62 = WD Repeat domain 62, KIF2A = Kinesin Fam- ily Member 2A, CEP170 = Centrosomal Protein 170, NARS1 = asparaginyl-tRNA synthetase 1, RGC = Radial Glial Cells, CNV = Copy Num- ber Variation, PTEN = Phosphatase and Tensin homolog, ODC1 = Ornithine Decarboxylase 1, PKB = Protein Kinase B, ASDs = Autism Spec- trum Disorders, FOXG1 = Forkhead Box G1, CHD8 = Chromodomain Helicase DNA-bind- ing protein 8, DEGs = Differentially Expressed Genes, DISC1= Disrupted-in-Schizophrenia 1, GSK3 = Glycogen Synthase Kinase 3, RTT = Rett Syndrome, MeCP2 = Methyl-CpG-binding protein 2, ERK = Extracellular signal-Regulated Kinase, MAPK = Mitogen-Activated Protein Ki- nase, MDS = Miller-Dieker Syndrome, AD = Alzheimer's Disease, APP = Amyloid Precursor Protein, PSEN = Presenilin, APOE = Apoli- poprotein E, NFT = NeuroFibrillary Tangles, MMP = Metalloproteinase, PD = Parkinson's Disease , SNCA = Synuclein Alpha, LRRK2 = Leucine Rich Repeat Kinase 2, HD = Huntigton's Disease, GSCs = Cancer Stem Cells, GBOs = Glioblastoma Organoids, TBI = Traumatic Brain Injury, CCI = Controlled Cortical撞击,NSE =神经元特异性烯醇酶。
Xianzhu Zhang 1, 2, 3 # , Wei Jiang 3, 4 # , Xinyu Wu 1, 2, 3 # , Chang Xie 1, 2, 3 , Yi Zhang 1, 3 , Yuqing Gu 1, 2, 3 , Zihao Hu 1, 3 , Liying Li 1, 2, 3 , Renjie Liang 1, 2, 3 , Tao Zhang 2, 3 , Wei Sun 1, 2, 3 , Jingchun Ye 2, 3 , Wei Wei 3, 5 , Xiaozhao Wang 1, 2, 3 , Yi Hong 1, 2, 3 , Shufang Zhang 2, 3 , Youzhi Cai 1, 3 , Xiaohui Zou 1, 3 , Yihe Hu 1 , Hongwei Ouyang 1, 2, 3,
已经对CSB的所有这些特征进行了研究,主要采用了各种CS,中国仓鼠卵巢和小鼠模型衍生的原代细胞的患者的皮肤纤维细胞。单型细胞系通常非常适合初始基因功能分析和结构 - 功能关系研究,但无法完全说明多功能蛋白(例如具有多系统表现的CSB)的影响。在1997年,描述了CS的第一个小鼠模型[17],从而可以研究受影响组织和整个生物体研究的原代细胞。从那时起,已经建立了所有CS相关基因,CSB,CSA,XPB,XPD和XPG的小鼠模型[18-22]。CS小鼠模型(XPG除外)通常发挥轻度的CS表型,其体重,紫外线敏感性,轻度神经退行性变化以及皮肤肿瘤发生的令人惊讶的增加,在CS的人类患者中找不到症结。对于严重CS的建模,CSA-或CSB-有效的小鼠可以与缺少TC-NER机械基因的小鼠交叉,例如XPA或XPC [19,23]。
摘要 我们目前对人类大脑发育的了解主要来自对非人类灵长类动物、绵羊和啮齿动物的实验研究。然而,由于物种差异以及出生前和出生后大脑成熟的变化,这些研究可能无法完全模拟人类大脑发育的所有特征。因此,补充体内动物模型以增加临床前研究与未来潜在的人体试验具有适当相关性的可能性非常重要。三维脑类器官培养技术可以补充体内动物研究,以增强临床前动物研究的可转化性和对脑相关疾病的理解。在这篇综述中,我们重点介绍了使用人类脑类器官开发缺氧缺血 (HI) 脑损伤模型,以补充从动物实验到人类病理生理学的转化。我们还讨论了这些工具的开发如何为研究 HI 相关脑损伤病理生理学的基本方面提供潜在机会,包括男性和女性之间反应的差异。
摘要:称为Sentiomics的新科学旨在确定具有感受和意识的能力的动态模式。在延性学中,最有前途的调查领域之一是人类脑器官的发展和“教育”,对促进(也是新的)再生神经医学领域的促进人类健康有效。在这里,我们讨论了在实验环境中制造脑器官含量所需的信息丰富的输入的类型。将这项研究与亚马逊雨林中保存感性的生态关注相结合,我们还设想开发新一代的生物传感器,以从森林中捕获动态模式,并将它们用于大脑器官的“教育”中,以使他们在未来的医学中可能具有“心理健康”质量,从而在“居民”中具有重要的医学。这项研究与人类心理健康疗法的心理物理学方法密切相关,在该方法中,我们提出了在电力和磁性脑刺激方案中使用动态模式的方法,以解决神经震荡网络中的电化学波。
摘要近年来生物制剂在各种疾病中的使用已大大增加。中风是一种脑血管疾病,是第二大最常见的死亡原因,也是全球发病率高的残疾原因。用于用于治疗急性缺血性中风的生物制剂,Alteplase是唯一的溶栓剂。同时,当前的临床试验表明,两种重组蛋白,Tenecteplase和非免疫原性葡萄球菌酶,作为用于急性缺血性中风治疗的新溶栓剂的最有前途的。此外,使用干细胞或类器官进行中风治疗的基于干细胞的治疗在临床前和早期临床研究中显示出令人鼓舞的结果。这些急性缺血性中风的策略主要依赖于未分化的细胞的独特特性来促进组织修复和再生。但是,在这些方法成为常规临床用途之前,仍有一段巨大的旅程。这包括优化细胞输送方法,确定理想的细胞类型和剂量以及解决长期安全问题。本综述介绍了缺血性中风中溶栓治疗的当前或有希望的重组蛋白,并突出了中风治疗中干细胞和大脑器官的前景和挑战。