3-D人类的迷你大脑的遗传般的主要精神疾病基础

精神分裂症，严重抑郁和双相障碍等主要精神疾病共享常见的遗传联系。对具有这些类型疾病历史的特定家庭的研究表明，受影响的家庭成员在基因DISC1中突变。虽然研究人员能够研究Disc1突变在动物模型的开发过程中如何改变大脑，但很难找到有权研究人类的变化。然而，工程人体干细胞的进步现在允许研究人员在实验室中生长迷你器官，并且基因编辑工具可用于将特定突变插入这些细胞中。来自Brigham和女性医院的研究人员正在利用这些新技术来研究Disc1突变在脑有机体中的影响 - 从人干细胞培养。他们的结果发表在转化精神病学。

“迷你大脑可以帮助我们模范大脑发展，”在BWH的神经系统神经系统疾病中的年轻明白实验室博士学位说，博士学位说。“与传统方法相比，使我们能够调查人类细胞在两维的文化中，这些文化让我们调查在开发时细胞的三维结构和功能，给我们更多的信息，比我们将与传统的细胞文化为止。“

研究人员培养了人诱导多能性干细胞(iPSCs)来创造用于研究的三维微型大脑。利用基因编辑工具CRISPR-Cas9，他们破坏了DISC1，对患有这些疾病的家庭的研究中看到的突变进行建模。研究小组比较了有和没有这种特定突变的干细胞培育的小大脑。

与DISC1完整的类器官相比，DISC1突变的小大脑显示出明显的结构破坏。具体来说，与对照组相比，disc1突变体的小脑室中充满液体的空间更多，也更小，这意味着虽然预期的细胞存在于disc1突变体中，但它们并没有在预期的位置。disc1突变的小大脑在WNT通路中也显示出信号通路增加，WNT通路已知对模式器官很重要，在双相情感障碍中被破坏。通过向生长中的disc1突变的迷你大脑中添加WNT通路的抑制剂，研究人员能够“拯救”它们——它们没有结构上的差异，而是看起来与从正常干细胞发育而来的迷你大脑相似。这表明WNT通路可能是disc1突变体中观察到的结构破坏的原因，并可能是未来治疗的潜在靶点通路。

“通过从IPSC产生脑细胞素，我们能够仔细控制这些实验。我们知道我们看到的任何差异都是因为我们介绍的Disc1突变，”年轻的珍珠说。“通过观察disc1-突变扰乱脑细胞体的形态和基因表达，我们正在加强Disc1-突变和主要精神疾病之间的联系，并为这种关系提供新的途径。“

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