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老鼠可以利用来自其他物种的再生神经元来感知世界  

跨物种囊胚互补(IBC)(即通过将其他物种的干细胞微注射到囊胚阶段的胚胎中进行互补)成功地在小鼠体内生成了结构和功能完整的大鼠前脑组织。在一项相关研究中,还发现大鼠-小鼠突触活动得到支持,并且由两个不同物种构建的合成神经回路可以在完整的大脑中发挥作用。  

囊胚补充技术,即通过向囊胚期胚胎中显微注射干细胞来补充基因缺陷的器官,于 1993 年首次报道。该技术涉及通过将完整的小鼠胚胎干细胞 (mESC) 显微注射到囊胚期胚胎中来补充缺陷小鼠的 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞。  

通过将其他物种的干细胞微注射到囊胚阶段胚胎中产生互补作用 种间嵌合体 2010 年,PDX1 缺陷小鼠成功移植大鼠胰腺。这一成果为 跨物种囊胚补充(IBC)。  

自 2010 年以来,跨物种囊胚补充 (IBC) 已经取得了长足的进步(包括与人类基因的补充,这意味着人类器官发生移植的潜力)。  

然而,尽管最近取得了一些成功,但迄今为止仍无法通过 IBC 获得脑组织。现在,研究人员报告称,他们已通过 IBC 在小鼠体内生成大鼠前脑组织。  

研究团队成功开发了基于 C-CRISPR 的 IBC 策略。这有助于快速筛选候选基因,并确定 Hesx1 缺陷支持小鼠通过 IBC 生成大鼠前脑组织。成年小鼠的大鼠前脑组织在结构和功能上都是完整的。它们以与小鼠宿主相同的速度发育,并保持了类似大鼠的转录组谱。然而,随着发育的进行,大鼠细胞的嵌合率逐渐下降,这表明在中后期产前发育过程中存在异种移植障碍。  

在同时发表的另一项相关研究中,研究人员利用囊胚互补技术选择性地构建和测试跨物种神经回路,以检查由两个物种构建的神经回路是否可以在完整的大脑中发挥作用。  

注射到小鼠囊胚中的大鼠多能干细胞在小鼠大脑中发育并持续存在。大鼠皮层和海马中的神经元在小鼠微环境中被重新编程,并支持大鼠-小鼠突触活动。当小鼠嗅觉神经元被抑制时,大鼠神经元恢复了气味处理电路的信息流。寻找食物的原始行为也得到了拯救。因此,小鼠可以使用来自其他物种的神经元来感知世界。  

这项研究确立了神经囊胚补充作为识别大脑发育、可塑性和修复的保守机制的有力工具。 

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参考文献: 

  1. Huang, J. 等人。2024. 小鼠中大鼠前脑组织的生成。Cell。第 187 卷,第 9 期,p2129-2142.E17。25 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017  
  1. Throesch, BT 等人。2024. 由两种物种的神经元构建的功能性传感回路。Cell。第 187 卷,第 9 期,p2143-2157.E15。25 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042 

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