将人类细胞植入老鼠大脑中「人鼠混合大脑」带来治疗新方向

植入老鼠大脑中的「类人脑」（brain organoid）会对老鼠产生哪些影响？近期一项来自美国史丹佛大学（Stanford University）神经科学家巴斯卡（Sergiu Pasca）的研究，将类人脑结构移植到新生小幼鼠的大脑中，创造出一个神经元互相接合的「人鼠混合大脑」。
什麽是类人脑？这是一种从人类干细胞中生长出来、能模仿人脑的微型大脑结构，可以协助科学家研究人类神经退化性疾病与精神疾病。由於类人脑不会发育出血管，因此无法获得营养也不会成长；此外，也因为类人脑结构没办法获得成长所需的刺激，所以它的神经元无法与其他神经元建立连结。新生幼鼠的大脑较成年老鼠的大脑更具可塑性且能接收新细胞，为了提供类人脑发育的刺激与支持，巴斯卡与团队将类人脑注入新生幼鼠大脑的体感觉皮质区（somatosensory cortex），此区域会接收来自老鼠胡须与其他感觉器官的讯号，并将讯息传到其他能解释讯号的脑区。

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由於人类脑细胞的成熟时间比老鼠的脑细胞晚，因此研究人员必须等待六个月以上的时间，才能使类人脑组织完全融入老鼠大脑。在上（10）月12日发表於《自然》（Nature）期刊的研究里，团队描述他们如何对类器官（organoid）的神经元进行基因改造。当嵌入於老 鼠脑内的光纤接受到光线刺激时，神经元便会产生反应。此外，他们也训练老鼠在受到光线刺激时会舔嘴、寻找水喝。之後当研究人员将光照射到人鼠混合大脑时，老鼠出现舔嘴的行为，显示类人脑的神经元与老鼠神经元已完成整合，能够驱动老鼠的行为。在研究人员戳老鼠胡须时，他们也发现在感觉皮质中的人类细胞会发出反应，显示这些细胞能够获取感觉讯息。
为了证实小鼠在研究脑部疾病的前景，巴斯卡团队取得了三名患有提摩西症候群（Timothy syndrome）〔注〕的人体干细胞，并从干细胞中培育出类人脑。虽然此组织在培养皿中的结构与一般的类人脑相同，但当它被移植到老鼠脑内时并不像一般的类人脑一样会生长， 且神经元也不会以同样的方式放电，显示此类人脑组织在连接了老鼠大脑中的神经元後，提摩西症候群突变的神经元将影响它的发育。

〔注〕提摩西症候群是一种罕见的遗传疾病，会影响患者的心脏与其他身体器官。罹患提摩西症候群的患者生理表现、认知能力会受到影响，可能出现与自闭症类群障碍（autistic spectrum disorder, ASD）相似的症状。

随着科学的进展，这类将人类细胞移植到动物身上的研究愈来愈多。一些民众与伦理学家也担心这种具有「混合器官」的老鼠可能会伤害到动物或创造出具有人类大脑的动物。不过，目前巴斯卡团队创造出的类人脑还处於原始状态，无法产生意识、获得类似人类 的智力，且类器官移植并未导致小鼠出现癫痫、记忆力衰退或改变行为等问题。
类人脑与动物－人类混合大脑能协助我们揭开一些疾病的潜在机制，并允许科学家研究思觉失调症（schizophrenia）与双极性情感症候群（bipolar disorder）等精神疾病的治疗方法。
尽管如此，美国国家学院小组成员阿洛塔（Paola Arlotta）依旧不忘提醒，我们对人体类器官的担忧与精神疾病患者需求之间仍必须取得平衡。

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来自美国威斯康辛大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的生物伦理学家查罗（Alta Charo）与其他伦理学家则认为，大众可能很难理解为什麽要做这些研究、该如何进行研究等问题。未来若进行神经嵌合体研究的科学家能更频繁地分享他们所做的研究，或许能更增进大众对这类型研究的了解并消除他们心中的不安。

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