北京
凤凰网科技讯 8月20日，哈佛大学研究团队将人类脑类器官在实验室中连续培养长达5年，超过此前不到两年的纪录。研究发现，这些脑类器官能够随着时间持续发育，其细胞变化与人类大脑出生后的发育过程具有一致性。相关研究于8月19日发表在《Nature》杂志。
脑类器官是利用干细胞培养形成的三维细胞组织，可用于模拟人脑的部分特征。此次研究中，团队首先从血液中提取干细胞，将其培养为模拟大脑皮层发育的类器官，并通过持续调整营养条件，使其在实验室环境中存活5年。
研究人员在此期间持续追踪类器官的转录和表观基因组变化。结果显示，这些类器官不仅能够长期存活，还会按照与人类出生后大脑发育相似的方式产生细胞并逐渐成熟。研究团队使用三种不同的遗传“时钟”测定细胞生物学年龄，也得到相似结果。
实验室培育的类器官大小与胡椒粒差不多
研究通讯作者、哈佛大学干细胞与再生生物学教授Paola Arlotta表示，这些类器官能够“记录”时间流逝，并保留此前经历过的发育步骤。不过，这里的“记录”并非指类器官拥有类似人类的记忆，而是其发育历史会在细胞层面留下痕迹。
研究团队还进行了一项不同发育年龄细胞的混合实验。研究人员将已经发育一年的细胞与仅培养两周的细胞混合后发现，较老细胞出现了发育进程加速，开始产生通常需要约4个月才能形成的神经元。研究人员认为，这一现象未来可能为更快获得特定脑细胞提供研究思路。
长期培养过程中，这些脑类器官还形成了兴奋性神经元。这类细胞能够向附近或较远的脑区发送电信号，在真实人脑中与学习、记忆、感觉和运动控制等功能相关。
研究人员认为，长期存活的脑类器官有望扩大神经系统疾病研究的时间窗口。由于过去的脑类器官通常只能维持数周或数月，研究主要集中在人脑早期发育阶段，而5年的培养周期使研究人员有机会观察更晚阶段的细胞发育变化，并用于研究自闭症、精神分裂症等神经疾病。
这一研究也与减少动物实验的趋势相呼应。美国食品药品监督管理局（FDA）在2025年4月公布的路线图中，将类器官、人工智能和机器学习等新方法列为减少临床前动物实验的技术方向之一。
Arlotta将脑类器官称为患者组织的“脑部替身”，认为未来可以利用患者来源的细胞批量培养类器官，比较疾病状态下的基因表达、电生理特征等变化，为疾病机制和药物研究提供实验模型。
不过，研究人员强调，脑类器官并不等同于真正的人脑，也不具备意识等高级脑功能。这类组织的复杂程度远低于真实大脑，同时也没有来自人体感官系统的输入。此次实验所使用的脑类器官目前已经被销毁。
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