行将发射初次送往国际空间站的人体类器官将为医治大脑疾病带来什么

▎学术经纬/报导

美国国家干细胞基金会（NSCF）近来发布，来自生物技能公司Aspen Neuroscience和纽约干细胞基金会（NYSCF）研讨所的一支科研团队将履行一项史无前例的使命：他们行将向国际空间站发射第一批特别的3D细胞模型——神经类器官，它们由源于患者的诱导多能干细胞（iPSC）构成，有望为处理难以治好的神经退行性疾病供给新的视角。

该使命方案于美东时刻12月4 日上午从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空。

本次科研使命将经过SpaceX第19次商业补给服务使命（CRS-19）发送到国际空间站，此前研讨团队已经过CRS-18完成了预试验（图片来自：NYSCF官网）

这项太空使命的首要方针在于研讨帕金森病（PD）和多发性硬化症（MS）。这是两种常见的神经退行性疾病，在全世界范围内影响人数许多。这两种疾病会在患者脑中构成不同部位的神经细胞不断逝世，导致运动、认知等功用呈现越来越严峻的问题，但是现在还没有治好的办法。

因而，科学家们期望凭借极具立异的疾病研讨办法，了解脑细胞开端逝世的原因，并为患者供给潜在的新药物和细胞医治挑选。

“咱们很快乐能在太空中协作研讨进行性多发性硬化和帕金森病患者的脑细胞。这项作业将为这些疾病的背面机制和未来的医治方针供给重要见地。”NYSCF首席履行官Susan L. Solomon女士说。

这项研讨由美国NSCF赞助，NYSCF和Aspen Neuroscience的研讨人员联手掌管，太空技能公司Space Tango供给运送和太空中培育细胞的试验渠道（图片来自：NYSCF官网）

传统的研讨中，生物学家经过小鼠模型对神经退行性疾病做出了许多基础研讨，但是，要真实处理人脑的疾病，动物模型闪现出了局限性。一方面，小鼠模型难以重现PD和MS的疾病特征，另一方面直接取得人脑展开研讨又有种种道德和技能上的困难。因而，干细胞研讨，尤其是使用人类的诱导多能性干细胞（iPSC）培育类器官，成为一个打破口。

此次研讨的首要负责人之一、NYSCF的资深研讨员Valentina Fossati博士创始了一项技能，可以在试验室中将来自患者的细胞培育为包含神经元和小胶质细胞在内的类器官。类器官是一种可模仿人体器官的细胞集合模型，因而可以调查细胞在三维空间的发育和功用。

在太空环境中，使用干细胞分解构成的类器官，研讨人员有时机以一种地球上不行能的方法检查细胞的相互效果、信号传导、搬迁、基因表达改变以及两种疾病共有的神经炎症通路，等等。

从iPSC分解发生的小胶质细胞（图片来自：参考资料[3]）

其间，研讨者特别重视小胶质细胞的行为。这是由于，近些年渐渐的变多的研讨依据显现，免疫系统在神经退行性疾病中起着不行忽视的效果。小胶质细胞作为脑中仅有一种免疫细胞，天然成为了许多神经科学家的重视抢手。

“小胶质细胞在脑中不断地搜索风险信号，而在神经退行性疾病中它们好像体现得有些过激，神经元逝世与此有关。”Fossati博士解说，“力会影响这些细胞的行为，而微重力可以供给一个绝无仅有的环境协助咱们厘清这些细胞在健康状况和疾病状况的行为。”

图片来自：Pixabay

曩昔20年里，国际空间站的树立和使用为在太空环境下研讨人体供给了试验条件。本年早些时候，《科学》杂志曾刊发了一篇长达20页的论文，比对了双胞胎宇航员别离身处太空和地球的很多生理数据，展现出太空日子给人体带来的种种奇特改变。

而此次的太空科研使命除了可以在必定程度上协助研讨人员提醒两种神经退行性疾病的或许原因，还将有助于说明太空日子对健康宇航员的细胞有何影响。

Aspen Neuroscience首席科学官Jeanne Loring博士表明：“咱们对这个美妙的项目感到振奋，等待研讨结果。”

参考资料

[1] First-in-kind Human 3-dimensional Models of Parkinson’s Disease and Progressive Multiple Sclerosis Launching to the International Space Station. Retrieved Dec. 3, 2019, from https:///news/home/20191202005500/en

[2] Stem Cells Take to Space: NYSCF Collaboration Launches the First 3D Models of Parkinson’s Disease and Multiple Sclerosis to the International Space Station. Retrieved Dec. 3, 2019, from https://nyscf.org/resources/stem-cells-take-to-space/#

[3] Panagiotis Douvaras et al., (2017) Directed Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells to Microglia. Stem Cell Reports. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2017.04.023

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