从头开始创建自定义大脑

研究遗传学如何影响脑部疾病的科学家长期以来一直寻求更好的实验模型。遗传修饰细胞系的培养物可以揭示某些基因如何影响精神疾病和脑癌的发展的一些线索。但是这样的模型不能提供可以由基因修饰的小鼠提供的脑功能的真实形式。

即使这样，仔细培育小鼠以研究基因如何影响大脑也有几个缺点。繁殖周期冗长且成本高，只有当小鼠幼崽出生时才能验证 - 但不能保证 - 所需的基因特异性。

在今天的大自然中，来自波士顿儿童医院和加州大学旧金山分校的科学家描述了一种创建用于研究大脑的定制鼠标模型的新方法。首先，天然毒素可用于小鼠胚胎，以杀死通常生长在前脑中的年轻脑细胞。然后可以从含有研究所需的特定遗传修饰的基因工程干细胞重建动物的发育前脑。

这种“前脑替代”导致具有严格控制遗传的完全功能的小鼠幼仔，使科学家能够研究特定基因如何通过更大程度的控制来影响大脑疾病。

“我们认为这种策略是神经生物学家研究大脑许多方面的全新平台，从基因控制大脑发育的基础知识到可能为脑癌和精神疾病寻找新的基因疗法，”Fred Alt博士说。新论文的共同资深作者和波士顿儿童细胞与分子医学项目主任。

“患有胚胎干细胞的大脑区域的小鼠在记忆和学习任务方面与正常小鼠难以区分，”Bjoern Schwer博士说，他是Alt实验室的前实习生，现在是加州大学旧金山分校的助理教授和联合高级作者在纸上。

Alt和他的团队，包括Schwer，也在发布一套详细的指令，以便世界各地的科学家能够在他们自己的神经生物学实验室中快速实施该技术。

研究基因断裂和罕见的脑部疾病

Alt实验室开发该技术的一个特殊目标是将其用作研究一组基因的平台，他们最近发现这些基因极易在小鼠脑祖细胞中破裂。他们想要确定这些基因可能破裂的频率和机制，并确定这种破裂过程是否会导致神经精神疾病和脑癌。

更重要的是，Alt和Schwer相信这项技术可以用来帮助个性化医疗。通过创建自定义鼠标脑模型，医生科学家可以模仿未确诊患有罕见脑疾病和病症的独特基因谱。

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