科学家们开发了黑猩猩微型脑细胞来研究人类大脑的进化

加利福尼亚大学旧金山分校的科学家最近创造了黑猩猩的大脑“类器官”,这是一种最接近人类的有机体来研究人类大脑的进化。

有机体是在实验室培养皿中从干细胞培养的小细胞簇,模拟全脑大脑的发育和组织。

科学家团队还包括一位印度裔科学家Aparna Bhaduri。他们从8只黑猩猩和10只人的皮肤干细胞中产生了56个类器官,这是研究人员第一次能够集体生产和研究黑猩猩的大脑类器官。

Bhaduri在不同的发育阶段解构了人类和黑猩猩的类器官,使她能够直接比较特定的细胞类型和协调黑猩猩和人类大脑生长的遗传程序。

通过寻找人类器官和黑猩猩类器官之间基因活动的差异,Bhaduri发现了人类谱系特有的数百种遗传变异,这些变化可以帮助解释人类大脑的进化起源。

例如,Bhaduri发现被称为外部放射状胶质细胞(oRG)的神经前体细胞显示出关键生长信号网络的活性增强,称为人类器官中的mTOR通路。

“在这些细胞中发现一种分子途径特别令人兴奋,这种分子途径似乎是在进化过程中特别针对的,可能有助于解释它们在产生先进人类皮层中的特殊作用,”Bhaduri说。

该研究得出的结论是什么?

根据这项研究,在人类进化过程中的某些时刻,少数遗传变化引发了大脑新皮层的三倍扩张,这是大脑组织的皱纹最外层,负责从语言到自我意识到抽象思维的一切事物。

确定推动这种进化转变的因素对于理解是什么使我们成为人类是至关重要的,但对科学家来说尤其具有挑战性,因为道德禁止研究实验室中黑猩猩的发育大脑。

“从出生开始,人类皮层已经是黑猩猩的两倍,因此我们需要更早地回到胚胎发育过程中,以了解推动这种令人难以置信的增长的事件,”加州大学教授阿诺德·克里格斯坦说。 。

现在,研究人员,包括Kriegstein实验室的博士后研究人员,已经通过创造黑猩猩大脑“类器官”来解决这个僵局。

“我们从成年黑猩猩中取出皮肤细胞,将它们转化为iPSC,然后在实验室菜肴中研究它们的发展的能力令人震惊,”Kriegstein说。

诱导的多能干细胞或iPSC是成体细胞,通常是皮肤细胞,重编程为干细胞,可以成为体内的任何组织。

mTOR信号传导的问题也与自闭症和其他独特的人类神经发育障碍有关,这表明关于我们异常大脑的相对近期进化中涉及的途径是否在这些疾病中发挥特殊作用的新问题。

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