哈佛脑类器官培养逾五年后呈现人脑样成熟特征
STAT+: Brain organoids, kept alive more than five years, matured like human brains
哈佛大学 Arlotta 实验室培养逾五年的脑类器官在成熟度上接近人脑特征,有望用于研究神经发育疾病的早期阶段。该结果由实验室初级研究员 Irene Faravelli 在分析旧样本时发现,原文为 STAT+ 付费内容。
自2013年Lancaster团队建立脑类器官培养体系并用其建模小头畸形以来[2],这种由多能干细胞自组装、在细胞类型与结构上近似胚胎期人脑的三维模型,已成为研究人脑发育与疾病的重要工具[1]。但这个领域长期卡在“早”与“短”两个字上:类器官主要重现的是发育早期的事件,而界限清晰的皮质分层、脑回化以及复杂神经回路的建立等特征一直未被完全再现[1]。功能层面,皮质类器官的电活动可在数月内持续增强,从规则的周期性振荡逐步过渡到类似早产儿脑电的同步网络事件[3];方法学上也出现了借助切片培养等方式维持长期存活、以便观察轴突生长与神经元成熟等后期事件的改进方案[4]。不过这些“长期”仍以月计,类器官能否在培养皿中走过以年计的时间并继续成熟,一直缺少直接证据。
STAT+于2026年8月19日的报道给出了新的答案:哈佛大学发育神经生物学家Paola Arlotta实验室培养的、橡皮大小的脑类器官已存活超过五年,并且其成熟过程“像人脑一样”推进,这些组织小球有望用于神经疾病早期阶段的研究。报道还还原了发现时的场景:两年多前,年轻研究员Irene Faravelli带着一批“老年”类器官的图像走进Arlotta的办公室,被追问“你分析了它们?”时一度担心自己犯了重大错误,而Arlotta事后表示,她其实很高兴“终于有人有勇气做这件事”。据哈佛方面的介绍,团队共检查了34个类器官,并在八个时间点用单细胞RNA测序监测其动态变化[5];这项工作以“Human brain organoids record the passage of time”为题发表在Nature上[6]。
相对已有认识,最直接的推进体现在时间尺度上:类器官可培养、可分析的窗口由既往研究常见的数月[3][4]延展到五年以上,而且在这段漫长的培养中,它们仍表现出类似人脑的成熟过程。当培养时长不再是一道硬约束,研究者便有机会在皿中直接观察跨越数年的成熟轨迹,而不必止步于胚胎样阶段[1]。
至于未解之处,综述早已指出,皮质分层、脑回化与复杂回路在现有类器官体系中并未被完全重现[1];而这条消息的副题本身,也仍将应用前景定位在神经疾病的“早期阶段”。以年计的培养能否让类器官真正逼近更晚期的人脑特征、长期成熟与疾病表型之间又如何建立因果关联,仍有待后续工作回答。
- 1.Brain organoids: advances, applications and challenges · Development 2019
- 2.Cerebral organoids model human brain development and microcephaly · Nature 2013
- 3.Complex Oscillatory Waves Emerging from Cortical Organoids Model Early Human Brain Network Development · Cell Stem Cell 2019
- 4.Generation and long-term culture of advanced cerebral organoids for studying later stages of neural development · Nat Protoc 2021
- 5.Lab-grown brain 'organoids' set longevity record - FAS Current · current.fas.harvard.edu 2026
- 6.Human brain organoids record the passage of time - Nature · nature.com 2026
来源:文献与产业新闻 · statnews.com