在毒理学研究领域,科学家们正逐渐转向使用体外系统来替代传统的体内动物模型进行毒性测试。为了更精确地模拟人体反应并减少对实验动物的依赖,科学家们正在探索更为复杂且能严格控制条件的体外模型。其中,由人类诱导多潜能干细胞(iPSCs)生成的神经类器官(neural organoids)作为一种有前景的体外平台,用于模拟大脑发育,并可能为神经毒性评估提供新的解决方案。
最近,在国际杂志《International Journal of Molecular Sciences》上发表的一项研究报告中,来自横滨药科大学的研究团队介绍了他们利用人类iPSCs开发出的神经类器官,这种模型可以更好地反映早期人类大脑发育的结构和功能特征。这些类器官能够用作更加准确、敏感的工具(http://www.maoyihang.com/sell/l_5/)来评价化学(http://www.maoyihang.com/sell/l_9/)品和药物的安全性和有效性,特别是对于环境中低剂量化学物质(如农药)的神经毒性效应。这不仅有助于了解多种物质对神经发育的影响,而且有望促进更安全的化学品法规制定,从而改善公共健康。
研究人员特别关注了前脑型大脑类器官的分化,因为大脑的前脑和中央部分,尤其是海马体,是受农药和其他有害化学物质影响的主要区域。在第50天时,通过荧光免疫染色检测到细胞骨架标志物的强烈表达,表明微管和微丝的发育良好,这对于细胞结构成熟至关重要。此外,研究还采用了鱼藤酮作为测试案例,这是一种植物来源的农药,它能够抑制线粒体复合物I的功能。尽管鱼藤酮的半衰期较短且生物利用度有限,但短暂接触仍可能对人体健康产生影响。
与传统模型相比,新开发的3D神经类器官模型具有更接近真实神经组织的结构和功能,因此对化学和环境压力表现出更高的敏感性。这一特点允许更早且更精准地检测化学物质对神经发育的潜在毒性影响。研究结果进一步证实了这种新型3D类器官模型的实用性和潜力,显示出与之前研究中观察到的鱼藤酮类似的效果,验证了该模型在评估发育性神经毒性方面的有效性和可靠性。
这项研究强调了神经类器官作为下一代毒理学研究工具的重要性,为未来研发更安全有效的治疗方法和保护公众健康提供了坚实的基础。