類器官模型揭示大腦多巴胺系統秘密

  • 2023-12-06 21:37:42   
  • 李明朝
  • 快訊

  科技日報北京12月5日電 (記者張佳欣)一次暢快的跑步、一杯清晨的咖啡,一塊香噴噴的餅干……這些令人愉悅的時刻都歸因于神經遞質多巴胺的釋放。多巴胺由我們大腦神經網絡中的神經元釋放,稱為“多巴胺能獎賞通路”。據5日發表在《自然·方法》雜志上的論文,奧地利科學院分子生物科技研究所的研究人員開發了一個多巴胺系統的類器官模型,揭示了其復雜的功能和對帕金森的潛在影響。

  該團隊首先開發了所謂的中腦腹側、紋狀體和皮質的類器官模型,這是多巴胺系統中神經元連接的區域。然后,他們開發了一種將這些類器官融合在一起的方法。就像在人腦中發生的那樣,中腦類器官的多巴胺能神經元向紋狀體和皮質類器官發出投射。

  研究人員觀察到了高水平的多巴胺能神經支配,以及多巴胺能神經元和紋狀體、皮質神經元之間形成的突觸。當他們刺激含有多巴胺能神經元的中腦時,紋狀體和皮質中的神經元對刺激有反應。論文第一作者丹尼爾·魯曼表示,他們成功地在體外模擬了多巴胺能回路,因為細胞不僅連接正確,而且還能共同發揮作用。

  該類器官模型可用于改進帕金森的細胞治療。研究證明,注射到模型中的多巴胺能前體細胞能發育成熟為神經元,并延伸了類器官內的神經元投射結構。與此同時。研究人員也可以在人類特異性體外系統中研究多巴胺過度刺激的長期影響。

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