“弗兰肯斯坦”小鼠的脑细胞来自实验室饲养的老鼠

在最近的实验中，大鼠脑细胞填补了小鼠大脑中丢失的神经元，为跨物种生长供体组织提供了新的可能性。

在一项让人想起“弗兰肯斯坦”的实验中，科学家发现大鼠脑细胞可以填补小鼠丢失的神经元，甚至允许宿主啮齿动物嗅出糖果。 

哥伦比亚大学神经科学家、一项新研究的主要作者克里斯汀·鲍德温 (Kristin Baldwin) 表示，虽然将大鼠和小鼠的大脑拼接在一起听起来很奇怪，但这项工作旨在为理解哺乳动物大脑的发育奠定基础。本实验。 

鲍德温和她的团队的研究发表在《细胞》杂志上，与德克萨斯大学 (UT) 西南分校合作者的《第二项研究》一起发表在《细胞》杂志上，该研究表明，大鼠脑细胞引入了进入小鼠大脑，从新环境中获取线索。这些细胞与附近的小鼠脑细胞在同一时间段发育，与它们进行通信，甚至调整它们的大小以匹配。  

“宿主至少控制着两个方面：大小和发育速度，”德克萨斯大学西南医学中心的分子生物学家、第二项研究的主要作者Jun Wu说。 “这非常有趣，表明微环境对供体细胞的速度和大小有影响。” 

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鲍德温领导的研究重点是小鼠和大鼠杂交大脑中网络的形成方式，而吴领导的研究则更侧重于用移植细胞替换整个大脑区域。这项研究可能会产生其他跨物种脑组织，帮助科学家研究大脑发育和疾病，并有可能为人类开发新的治疗方法。 

鲍德温的团队首先使用细菌毒素来杀死或沉默发育中的小鼠胚胎中的脑细胞。当发育中的胚胎只是一个由 100 到 200 个细胞（称为囊胚）和参与感知气味的目标细胞组成的空心球时，他们就开始了研究。他们还向这些囊胚中注射了来自大鼠的干细胞，使用的是一种能够发育成多种细胞类型的细胞。 

然后他们将改变的囊胚植入小鼠母亲体内并让胚胎发育。他们发现，大鼠细胞与小鼠细胞一样快速发育，填补了大脑气味感知中心被杀死或沉默的细胞。鲍德温告诉《生活科学》杂志，完全消灭小鼠细胞并用大鼠细胞取代它们会导致一些看起来奇怪的解剖结构，但小鼠的嗅觉仍然完全正常。

鲍德温说，不同的神经元一起形成一个网络并产生相当正常的行为，这一事实是有希望的。目前，人们希望通过捐赠或实验室培养的细胞替代患者大脑中的患病细胞来治疗帕金森氏症或阿尔茨海默氏症等脑部疾病。 

类似的脑组织捐赠还有很长的路要走——但需要确保这种神经元移植实际上能够产生功能性的大脑网络。 

“你可以说，‘我们可以替换产生多巴胺的细胞，它们就会产生多巴胺，’”鲍德温告诉《生活科学》。多巴胺是一种化学信使，在帕金森病中会急剧减少。 “但是他们对大脑那部分的信息处理做了什么？”鲍德温补充道。 “他们的参与方式是否正确，我们可以改进吗？”

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吴的研究重点是用大鼠细胞替换小鼠大脑的整个区域。研究小组使用基因编辑技术CRISPR来关闭触发小鼠前脑在子宫内发育的基因。他们用大鼠细胞取代了这个大的大脑区域，成熟小鼠中 60% 的细胞最终来自大鼠。尽管它们的大脑是杂交的，但这些小鼠的行为却像典型的实验室小鼠一样。

“我们发现，前脑中多达 60% 来自不同物种的细胞并没有真正显着改变宿主接受者的行为，”吴告诉《Live Science》。 

没有人计划将人类神经元放入小鼠大脑中。与培育啮齿类动物的混合大脑相比，这会引发更多的伦理问题，因为大脑可能会跨越阈值并变得“太人类化”。无论如何，实现这一目标在技术上要困难得多，吴说。人们曾尝试在动物身上培育其他人体器官——例如，科学家在猪胚胎中培育出人类肾脏——但脑组织则是另一回事。

理论上，研究人员可以应用这些技术来杂交不同猴子物种的大脑。这可以更容易地对灵长类动物进行基因调整，以模拟人类疾病的各个方面；这是因为不同的基因修饰技术往往在特定物种中进行尝试和测试，并且并不总是易于跨物种使用。 

鲍德温指出，在猴子身上进行的此类研究可能与人类更相关，因为人类患的许多疾病不会影响小鼠或大鼠。但它会引发自己的道德问题。 

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