科学家将人体神经类器官送往国际空间站进行研究

美国国家干细胞基金会（NSCF）近日宣布，来自Aspen Neuroscience公司和纽约干细胞基金会（NYSCF）研究所的科研小组将于12月4日在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心(Kennedy Space Center)的第19次SpaceX商业再补给服务(CRS-19)任务中进行一项前所未有的神经疾病研究，他们将在国际空间站（ISS）上进行首次带有小胶质细胞的患者来源的诱导多能干细胞（iPSC）类神经器官的长期细胞培养，以研究微重力条件下的帕金森病（PD）和原发性进行性多发性硬化症（MS）。

在微重力环境下，对细胞间的相互作用、信号传导、迁移、基因表达变化以及这两种疾病共有的神经炎症通路等进行研究，这种创新的疾病建模方法有可能为神经退行性疾病的基本机制提供有价值的新见解，从而加速生物标志物的发现，并为患者提供潜在的治疗选择，也为未来的个性化医学应用提供一定参考。

此次任务是该项目小组进行的第二次太空飞行，2019年7月，研究小组在SpaceX CRS-18任务中向国际空间站发射了一项初步实验，以测试定制的飞行硬件系统，并改进了飞行后分析方法，为此次SpaceX CRS-19的发射打下了基础。

“我们很高兴能在太空中首次合作，研究进展性多发性硬化和帕金森氏症患者的脑细胞。这项工作将为这些疾病背后的机制提供重要的见解，并为未来的治疗提出目标，”NYSCF首席执行官Susan L. Solomon指出。

PD和MS都属于神经退行性疾病，会在患者脑中造成不同部位的神经细胞死亡，导致运动、认知等功的障碍，但目前仍不清楚究竟是什么原因导致了这类疾病中脑细胞的死亡，但免疫系统无疑在其中至关重要，观察大脑的免疫细胞——小胶质细胞，如何与其他脑细胞相互作用将更好的帮助科研人员了解疾病的发生机制。 “小胶质细胞在脑中不断地搜寻危险信号，而在神经退行性疾病中它们似乎反应过度而导致了神经元的死亡。” NYSCF高级研究调查员Valentina　Fossati博士表示。

传统上，研究PD和MS一直很困难，因为小鼠模型不能再现这种疾病在人类身上发生时的特征，而且人类的大脑也不易获取，限制了对人类组织的研究。全球在神经系统疾病新疗法的开发方面取得的进展一直有限，很大程度上是由于缺乏现实的人体实验模型。同时，这两种疾病都是不是发育障碍导致的，因此即使有先进的重编程技术，在体外对这些疾病状态进行建模也很困难。

然而，利用诱导多能干细胞技术，研究人员可以在实验室里制备出小胶质细胞和神经元，类神经器官为药物研究人员提供了新的思路和方法来推进研究，在国际空间站的微重力环境下研究MS和PD患者的脑细胞以及健康对照组细胞，如何在三维空间中生长发育、功能失调和相互作用。“我们知道，力可以通过改变细胞的形状等来影响细胞的行为，那么，当你移开重力时会发生什么?” Bratt-Leal博士说到， “届时这些细胞的反应将给我们带来相关细胞机制的新发现。”

“微重力可以提供一个独特的环境帮助我们区分这些细胞在健康和疾病状态下的行为。” Fossati博士表示。特别是，准确理解微重力是如何影响小胶质细胞的行为和功能障碍的，可能有助于理解这些细胞在大脑中迁移并与神经元相互作用时是如何工作的，以及这些过程在疾病中是如何出错的。

参考文献

《First-in-kind Human 3-dimensional Models of Parkinson’s Disease and Progressive Multiple Sclerosis Launching to the International Space Station》

《Stem Cells Take to Space: NYSCF Collaboration Launches the First 3D Models of Parkinson’s Disease and Multiple Sclerosis to the International Space Station》

《2019: A Space Organoid》

来源：医谷网   作者：周会棋（编译）