近日，通過對一種在實驗室裏培養(yang) 出來的針頭大小迷你大腦的研究，美國約翰·霍普金斯大學的研究人員們(men) 已經證實了Zika病毒引起小頭畸形和其他胎兒(er) 大腦損傷(shang) 的一個(ge) 關(guan) 鍵路徑——通過感染構建大腦外層皮質的特定幹細胞。在過去幾年裏，Zika病毒在美洲一些國家蔓延，造成了當地人們(men) 的恐慌。

值得一提的是，科學家們(men) 稱他們(men) 在這次研究中使用的迷你大腦與(yu) 類似的研究模型相比更加真實，而且更加便宜。而這些竟然得益於(yu) 三位高中生的貢獻。據了解，這三位高中生分別是兩(liang) 位該校科學家的兒(er) 子及其兩(liang) 位同學，他們(men) 都在這個(ge) 項目中做暑期研究實習(xi) 。他們(men) 首先獲得創意使用一台3D打印機製作出可以培養(yang) 迷你大腦的設備。而這些所謂的生物反應器和他們(men) 培養(yang) 的迷你大腦將為(wei) 人類大腦開發、腦部紊亂(luan) 和藥物測試打開一扇寶貴的新窗口，研究人員們(men) 稱。

關(guan) 於(yu) 該研究的一份報告已經於(yu) 4月22日出現在了《Cell》雜誌的網站上。

“我們(men) 已經工作了三年來開發一個(ge) 關(guan) 於(yu) 大腦發展的更好的研究模型，值得慶幸的是，我們(men) 現在可以用這個(ge) 迷你大腦來揭示由Zika感染所造成的重大公共衛生危機。”該校醫學院細胞工程研究所的神經學教授宋紅軍(jun) 說：“這個(ge) 更加真實的3D模型證實了我們(men) 的懷疑：Zika主要通過攻擊構建大腦的神經祖細胞，並把它們(men) 變成病毒工廠來引起胎兒(er) 的小頭症。”

近年來，各個(ge) 領域的研究人員都已經開始用幹細胞來培養(yang) 微型器官，以更好地了解器官生長和疾病，並加快新藥的尋找。但是由於(yu) 大腦結構的服裝性，用於(yu) 創建和使用迷你大腦的技術非常有限，宋紅軍(jun) 教授稱。盡管這些迷你大腦本身隻有針頭大小，但是它們(men) 所處的生物反應器卻相對較大，大約有一個(ge) 飲料罐那麽(me) 大。由於(yu) 在實驗室裏培養(yang) 人類幹細胞所需要的營養(yang) 物質和生長因子價(jia) 格相當高，這就使得使用迷你大腦進行研究成本高昂。宋紅軍(jun) 教授稱，很少有實驗室能承擔得起培養(yang) 足夠的迷你大腦以進行研究所需要的費用。

如今，宋紅軍(jun) 教授和他的妻子兼研究夥(huo) 伴明國麗(li) 教授卻意想不到地得到了自己兒(er) 子和另外兩(liang) 名高中生的幫助，借助3D打印機改進了實驗室裏的生物反應器。這三位高中生開發的生物反應器擁有一個(ge) 12孔實驗板，並能夠以正確的速度旋轉裏麵的液體(ti) 和細胞，以便於(yu) 其形成大腦。

當然，它遠不止這麽(me) 簡單。宋紅軍(jun) 教授介紹稱，研究生Xuyu Qian和博士後研究院Ha Nam Nguyen進行了多年的研究以確定最佳的旋轉速度、以及應該在什麽(me) 時候添加化學物質和生長因子才能產(chan) 生期望的結果等。

到目前為(wei) 止，該研究團隊已經使用這種被命名為(wei) SpinΩ的新型生物反應製造出了三種類型的迷你大腦，分別模擬人腦的前部、中部和後部。他們(men) 使用了前腦來進行Zika病毒的研究。

“迷你大腦使我們(men) 能夠做的一件事是模擬在妊娠的不同階段Zika病毒造成的影響。”明國麗(li) 教授表示。“如果感染發生在發育初期，這種病毒主要感染迷你大腦的神經前體(ti) 細胞，影響會(hui) 很嚴(yan) 重，不久便會(hui) 導致迷你大腦會(hui) 停止生長和瓦解；在稍後階段，即在妊娠的4—6月，Zika仍然優(you) 先感染神經祖細胞，除此之外它也會(hui) 影響到一些神經元，導致其生長緩慢，與(yu) 正常大腦相比，它的皮質更薄。”她總結稱，在妊娠期間，Zika病毒感染出現得越早，影響越嚴(yan) 重。

據了解，研究團隊下一步將在迷你大腦上測試已經被FDA批準可以用於(yu) 其它病症的藥物，看看其中是否會(hui) 有某種藥物能夠幫助抵禦Zika。