用iPS细胞打造3D 大脑神经网络模型

• 用iPS细胞打造3D 大脑神经网络模型
  
  塔夫斯大学（TuftsUniversity）研究团队成功开发出一种3D大脑模型，在工程学院、医学院、Sackler学院及杰克逊实验室（JacksonLaboratory）的合作下，模型不仅是模仿大脑的结构和功能特征，甚至还可以展示「神经活动」，随着研究持续，相信未来对神经疾病的相关认知将会更加深入。
  
  
  
  过去科学家在2D模型中生长、培养脑组织细胞，但因为2D的限制．并无法观察天然神经网络的复杂性，即使是成功打造的3D模型也都缺少一个关键成分──来自活人的神经元。由于神经元很少会从健康患者身上移除，同时通常被限制在患者死后才可用，这也为相关研究增添了困难性。
  
  随着干细胞技术的进步，可以从皮肤在内许多部位取得的诱导性多功能干细胞（iPSCs）也为相关大脑研究带来了曙光。透过将iPS细胞转化为神经元，并训练它们在由丝蛋白（silkprotein）和胶原蛋白制成的支架上生长，团队成功打造出它们称之为「大脑环境」（amodelofthebrainenvironment）的模型。
  
  
  
  尽管过去也有其他团队运用iPS细胞制作出类似大脑的类器官，但塔夫斯团队的大脑环境因为具有多孔结构，为神经元提供了关键的氧合作用（oxygenation）和营养，因此可以在天然的状态下发挥作用，同时每个3D培养矩阵中心的「窗户」也让研究人员可以视觉观察每个细胞的生长、组织以及行为。
  
  团队正在思考如何使模型更为复杂，同时也在研究涉及讯息传导、学习、可塑性及退化的相互作用。研究已经刊登在《ACS生物材料科学与工程》（生物材料科学与工程）期刊上。