2021年5月11日,

在“迷你大脑”中，不同数量的阻碍关键酶会产生相反的生长效果

像世界各地的许多人一样，MIT教授Mriganka Sur教授Mriganka Sur在MIT学习和记忆中的历史学习和记忆中的年轻技术，用于研究健康和疾病的人脑发育的“致命”。通过对常见的做法进行令人惊讶的是，在生长复杂的组织培养过程中，实验室已经产生了新的指导，可以使技术更好，并且还具有新的洞察力，进一步的酶在天然大脑发育中具有新的洞察力。

为了制造类有机化合物，科学家们服用皮肤细胞从捐献者那里，诱导他们成为干细胞然后在生物反应器中培养那些，并通过增加生长因子和其他化学品来指导他们的发展。在几周后，干细胞成为祖细胞该乘以然后继续成为，神经元或其他脑细胞类型中的或“区分”。沿着细胞还迁移在越来越多的Blob中，以取代其基本脑结构和电路。

因此，随着培养物中的细胞在一起生长和发展，它们的细胞在一起，它们模拟了真实大脑成形时发生的许多基本过程。当细胞供体具有引起疾病的基因时，从其细胞生长的有机体将繁殖潜在的疾病特征。Sur实验室使用有机体来研究Rett综合征的异常脑发育，具有遗传性的遗传性的自闭症状况。

实验室生长有机体的常见做法是通过添加称为CHIR 99021的小分子化学物质来改善细胞的活力，以抑制普遍存在的天然酶的活性，称为GSK3-β。在新的研究中普罗斯一体由PicowerChloédelépine领导的团队证实，虽然不同剂量的Chir 99021确实可以保持细胞活化，但它们对有机体生长 - 低剂量促进生长但高剂量的效果相反，但非常高剂量将完全阻止它。只有使用不同剂量的CHIR 99021，单独的信息对实验室的影响具有明显的影响，但由于Delépine的团队调查了如何发生这些增长效果，它还有助于澄清GSK3-Beta活动在大脑发育中会影响什么。

这是个很重要的问题。例如，其他研究小组已经表明，涉及大脑中gsk3 β的信号通路的扰动与精神分裂症和自闭症有关。新的发现模拟了不同程度的抑制如何影响发育。

“这不仅增加了细胞的活力，也改变了其他细胞的过程，如分裂、分化和迁移，”Delépine说。“我们的想法是测试不同剂量的影响，并更好地理解我们观察到的这些机制。”

八种类器官显示在三列中。它们看起来像不规则形状的白色斑点。刻度标记显示它们大约3毫米宽。

有机体呈现出基于CHIR 99021的剂量不同的生长程度。对照在左侧。中间的那些剂量低剂量。右侧的那些含量高剂量。

不同的剂量会产生相反的效果

进行该研究，Delépine的团队培养有机体，并从其开发的第15天，用剂量的惰性控制剂或1,10或50微摩尔的CHIR 99021进行处理。然后通过染色跟踪细胞的各种性质对于这些性质的不同分子标记。

直接离开，她注意到有器有机体尺寸的主要差异，具体取决于所收到的剂量。低剂量（1微摩尔）有机体比对照的1.6倍，但高剂量（10微摩尔）有机体均为较小，非常高的剂量（50微摩尔）有机体的1.8倍，简单地停止生长在治疗中。

生长差异不是因为细胞死亡。正如预期的那样，考虑到实验室使用CHIR 99021来提高细胞存活，加入CHIR 99021增强了细胞活力，并且高剂量治疗的效果比低剂量治疗更强。但是当实验室对增殖或细胞分裂的标记进行染色时，他们发现高剂量的类器官表现出更少，而低剂量的类器官表现出更多。

当团队看着另一个可能影响增长的细胞活动时，他们发现了类似的模式。在高剂量器官骨内部的细胞中，分化为在低剂量有机体增殖中产生新神经元所需的神经祖细胞中所需的细胞增加。结果，高剂量有机体具有较少的神经元。

另外，低剂量的CHIR 99021导致新生儿神经元迁移到有机体的结构发展所需的地方，这表明GSK3β对迁移增加有助于增加的迁移。

delépine指出，低剂量或高剂量生长效应的增长促进效果不是“好”或“坏”。它们只是文化控制的水平。新的研究提供了更多地深入了解如何使用CHIR 99021来实现所需的结束。

“这真的取决于目标的目标瀑样你正在做的研究，“她说。”取决于你想要的，不同剂量的这个分子可以帮助你达到不同的表型。“