Int J Mol Sci：科学家利用人类诱导多能干细胞开发出新型神经类器官模型，或有望评估机体的发育性神经毒性

最近，科学家们在毒性测试领域中有一种利用体外研究来取代体内研究的趋势，因此，替代传统动物或平面细胞培养模型，或许迫切需要条件能得到严格控制的体外系统，包括细胞间的相互作用以及对低剂量化学物质的敏感性等，而由人类诱导多潜能干细胞（iPSCs）生成的神经类器官（neural organoids）或许就是模拟人类大脑发育的一种非常有前途的体外平台。

近日，一篇发表在国际杂志International Journal of Molecular Sciences上题为“Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Organoids as a Novel In Vitro Platform for Developmental Neurotoxicity Assessment”的研究报告中，来自横滨药科大学等机构的科学家们通过研究利用人类诱导多潜能干细胞开发出神经类器官从而使其作为一种新型的体外平台来进行发育性的神经毒性评估。

这项研究中，研究人员所开发的人类iPSC衍生的神经类器官模型或能更好地模拟人类大脑在早期发育阶段的结构和功能特性，这些类器官能作为一种更为准确的反应灵敏的模型来评估毒性和药物的有效性及安全性，以及环境中化学物质（尤其是农药）的神经毒性效应。通过提供一种与人类相关的三维平台，这些神经类器官就能作为一种有价值的工具来理解多种物质对机体神经发育的影响，最终或许有望促进更为安全的化学品法规的制定并改善公众的健康结局。

免疫染色图像描述bFGF在不同阶段对类器官分化的影响效应

此前针对神经毒性和神经发育毒性的研究主要是分析机体大脑的前脑和中央大脑，尤其是海马体（hippocampus），因为这些大脑区域主要会受到多种农药和有害化学物质的影响；因此，为了开发出更相关的安全评估模型，研究人员进行了前脑型大脑类器官的分化，这就为一般的神经类器官提供了更为合适的替代方案，在第50天进行荧光免疫染色后结果显示细胞骨架标志物发生了强烈表达，这就表明微管和微丝发育较好，其对于结构成熟至关重要。鱼藤酮（rotenone）是一种能抑制线粒体复合物I的植物衍生农药，尽管其半衰期较短且生物利用度非常有限，但短暂接触鱼藤酮或许也会影响人类机体的健康。

因此，相比之下，本文中研究人员所开发的3D神经模型或能拥有更接近真实神经组织的结构和功能，从而就使其对化学和环境压力变得高度敏感，与传统模型相比，这种灵敏性允许更早且更精准地检测化学物质对神经发育的毒性影响。综上，本文研究中，研究人员所开发出的新型神经类器官模型表现出了与此前研究中使用鱼藤酮类似的敏感性水平，从而就进一步验证了这种新型3D类器官模型的实用性和潜能。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Tsunehiko Hongen, Kenta Sakai, Tomohiro Ito, et al. Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Organoids as a Novel In Vitro Platform for Developmental Neurotoxicity Assessment, Int J Mol Sci. 2024 Nov 21;25(23):12523. doi:10.3390/ijms252312523.