類器官屬于三維（3D）細胞培養(yǎng)物，包含其代表器官的一些關(guān)鍵特性。此類體外培養(yǎng)系統(tǒng)包括一個自我更新干細胞群，可分化為多個器官器官特異性的細胞類型，與對應(yīng)的器官擁有類似的空間組織并能夠重現(xiàn)對應(yīng)器官的部分功能，從而提供一個高度生理相關(guān)系統(tǒng)。類器官技術(shù)在疾病研究、藥物篩選、藥物毒性毒理反應(yīng)、基因和細胞治療等生物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。因此，針對近期類器官研究領(lǐng)域取得的進展，生物谷小編進行一番梳理，以饗讀者。

1.Cell：通過肝臟類器官揭示與GCKR-rs1260326突變有關(guān)的NAFLD/NASH風(fēng)險非常高

doi:10.1016/j.cell.2022.09.031

眾所周知，背景會影響許多領(lǐng)域。如今，在一項新的研究中，來自日本東京醫(yī)科大學(xué)和美國辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，患者的健康背景（health context）---患者的其他疾病--可以決定特定的基因突變是有益還是有害。他們揭示一種與肝臟疾病有爭議關(guān)系的基因突變，根據(jù)患者是否患有糖尿病，給患者帶來不同程度的風(fēng)險。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年10月27日的Cell期刊上，論文標題為“En masse organoid phenotyping informs metabolic-associated genetic susceptibility to NASH”。

圖片來自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.09.031。

非酒精性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）是最常見的肝臟疾病，并可發(fā)展為涉及肝臟中脂肪堆積、損害和炎癥的非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis, NASH）。已知的遺傳變異僅解釋了患有NAFLD/NASH風(fēng)險的一小部分，而且科學(xué)家們對某些突變的重要性有不同意見。

論文第一作者、辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心的Masaki Kimura說，“葡萄糖激酶調(diào)節(jié)蛋白（GCKR）-rs1260326突變與NAFLD的關(guān)系存在廣泛爭議。這種突變似乎可以保護患者免受糖尿病和慢性腎臟疾病的影響，但與NAFLD和其他疾病的風(fēng)險增加有關(guān)?！?/p>

2.Nature：將人類皮層類器官移植到大鼠大腦中來研究大腦連接性和功能性

doi:10.1038/s41586-022-05277-w

在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種研究方法，可以更詳細地探究與一些神經(jīng)疾病和精神疾病相關(guān)的大腦過程。這是通過在體外培養(yǎng)人類皮層類器官（cortical organoids）并將它們移植到發(fā)育中的嚙齒動物大腦內(nèi)以觀察它們隨著時間的推移如何整合和發(fā)揮功能來實現(xiàn)的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年10月13日的Nature期刊上，論文標題為“Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids”。

美國國立精神衛(wèi)生研究所（NIMH）的David Panchision博士說，“這項新的研究代表著科學(xué)家們在研究復(fù)雜的人類大腦疾病的細胞和回路基礎(chǔ)的能力方面取得了重大進展。它允許類器官在一種更具有生物相關(guān)性的環(huán)境中建立連接，并以它們在培養(yǎng)皿中無法做到的方式發(fā)揮作用?！?/p>

人類皮層類器官移植在發(fā)育中的大鼠皮層內(nèi)。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05277-w。

在這項新的研究中，這些作者通過將完整的利用人類干細胞培養(yǎng)出的人類皮層類器官移植到發(fā)育中的大鼠大腦內(nèi)，推進了大腦類器官的研究使用。這項技術(shù)構(gòu)建了一個可以被檢查和操縱的人類組織單元。他們使用Pasca實驗室之前開創(chuàng)的方法：利用人類誘導(dǎo)性多能干細胞---成體皮膚細胞經(jīng)過重編程后進入一種未成熟的類似干細胞的狀態(tài)---構(gòu)建出人類皮層類器官。他們隨后將所構(gòu)建的人類皮層類器官植入大鼠初級體感皮層，即大腦中參與處理感覺的一部分。

為了了解人類皮層類器官能在多大程度上整合到大鼠的初級體感皮層，這些作者用一種作為功能性連接的一種指示劑可在腦細胞中傳播的示蹤性病毒感染了皮層類器官。在將攜帶示蹤性病毒的人類皮層類器官移植到大鼠的初級體感皮層后，他們在諸如腹基核（ventrobasal nucleus）和體感皮層之類的多個大腦區(qū)域檢測到了這種病毒。此外，他們還觀察到丘腦和移植區(qū)域之間建立了新連接。這些連接可通過電刺激和刺激大鼠的胡須激活，表明它們正在接受有意義的感覺輸入。此外，他們能夠激活移植的人類皮層類器官中的人類神經(jīng)元，以調(diào)節(jié)大鼠的獎勵尋求行為。這些發(fā)現(xiàn)表明，移植的人類皮層類器官與大鼠中特定的大腦通路進行了功能整合。

在結(jié)構(gòu)和功能上，經(jīng)過七到八個月的生長后，移植的人類皮層類器官比在體外細胞培養(yǎng)中維持的人類皮層類器官更類似于人類大腦組織的神經(jīng)元。移植的人類皮層類器官反映了人類皮層神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能特征，這一事實使得這些作者想知道他們是否可以使用移植的人類皮層類器官來探究人類疾病過程的各個方面。

3.Nature：利用人類大腦類器官繪制人類大腦發(fā)育圖譜

doi:10.1038/s41586-022-05279-8

在一項新的研究中，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物系統(tǒng)科學(xué)與工程系的Barbara Treutlein教授和她的同事們?nèi)缃裨诓煌臅r間點和非常詳細地研究了人類大腦類器官內(nèi)的數(shù)千個細胞。他們的目標是用分子遺傳學(xué)術(shù)語來描述這些細胞：換句話說，所有基因轉(zhuǎn)錄本（轉(zhuǎn)錄組）的總量作為基因表達的衡量標準，同時基因組可訪問性作為調(diào)節(jié)活性的衡量標準。他們成功地將這些數(shù)據(jù)表示為一種圖譜，用于顯示這種大腦類器官內(nèi)每個細胞的分子指紋。相關(guān)研究結(jié)果于2022年10月5日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Inferring and perturbing cell fate regulomes in human brain organoids”。

大腦類器官發(fā)育的多組學(xué)圖譜揭示了發(fā)育的層次和命運決定的關(guān)鍵階段。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05279-8。

這項新研究的目的是系統(tǒng)地確定那些對大腦器官不同區(qū)域的神經(jīng)元發(fā)育有重大影響的基因開關(guān)。在CRISPR-Cas9系統(tǒng)的幫助下，這些作者有選擇地關(guān)閉了每個細胞中的一個基因，在整個大腦類器官中同時關(guān)閉了大約二十多個基因。這使他們能夠發(fā)現(xiàn)各自的基因在大腦類器官的發(fā)育中發(fā)揮了什么作用。

論文共同第一作者、Treutlein團隊博士生Sophie Jansen解釋說，“這項技術(shù)可用于篩選參與疾病的基因。此外，我們還可以看看這些基因?qū)Υ竽X類器官內(nèi)不同細胞的發(fā)育所產(chǎn)生的影響?！?/p>

4.Cell：利用人類大腦類器官成功再現(xiàn)人類大腦發(fā)育中的關(guān)鍵事件

doi:10.1016/j.cell.2022.09.010

類器官（organoid）是在培養(yǎng)皿中精心培養(yǎng)的細胞集合，旨在比傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)物更好地模擬器官結(jié)構(gòu)和組成，使得人們對大腦等器官的生長和發(fā)育有了獨特的看法。為了使它們在實驗中發(fā)揮作用，科學(xué)家們需要確定這些模型如何忠實地再現(xiàn)體內(nèi)細胞的行為。

如今，在一項新的研究中，來自美國布羅德研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)人類大腦類器官重現(xiàn)了正在發(fā)育的負責(zé)運動、感知和思考的人類大腦皮層中的許多重要細胞和分子事件。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年9月29日的Cell期刊上，論文標題為“Proper acquisition of cell class identity in organoids allows definition of fate specification programs of the human cerebral cortex”。

圖片來自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.09.010。

這些作者利用干細胞培育出了大腦類器官，并在六個月的時間里仔細研究了它們的生長情況，為此他們使用了在單細胞水平上隨著時間的推移繪制細胞位置、基因表達和染色質(zhì)可及性---決定了基因活性如何受到調(diào)節(jié)---的工具。他們隨后構(gòu)建了一個“圖譜”，描述了從大腦類器官中提取的60多萬個在發(fā)育和成熟過程中被采樣的細胞。他們發(fā)現(xiàn)，第一個月后，在他們制作的每個大腦類器官中，相同類型的細胞以相同的順序發(fā)育，并表達了與發(fā)育中的人類胚胎相同的基因。

論文通訊作者、布羅德研究所斯坦利精神病研究中心副成員的Paola Arlotta說，“這對我們來說證實這一點是非常重要的。這告訴我們，我們可以用這些人類大腦類器官來研究我們之前無法研究的人腦發(fā)育過程?！?/p>

這些作者還能夠確定人類特有的基因表達模式和其他關(guān)鍵發(fā)育因子。他們建議，由于這些大腦類器官是相當(dāng)準確的早期大腦發(fā)育模型，并且可以在實驗室中利用一小部分干細胞相對大量地培育出，這些模型可能能夠有助于加快對大腦健康和神經(jīng)發(fā)育障礙的研究。

5.Cell Stem Cell：新研究優(yōu)化人類小腸類器官的產(chǎn)生

doi:10.1016/j.stem.2022.08.002

在一項新的研究中，來自荷蘭皇家藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院和瑪西瑪公主兒科腫瘤中心的研究人員改進了人類小腸類器官（small intestinal organoids）---小腸的微型版本---的培育。這將幫助人們更好地研究小腸在健康和疾病期間的功能。具體來說，他們成功地開發(fā)出了包含成熟的潘氏細胞（Paneth cell）的小腸類器官，而潘氏細胞在以前的人類小腸類器官中是不存在的。相關(guān)研究結(jié)果于2022年8月23日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標題為“Optimized human intestinal organoid model reveals interleukin-22-dependency of paneth cell formation”。

圖片來自Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.08.002。

為了誘導(dǎo)人類小腸類器官中潘氏細胞的形成，這些作者研究了多種分子的影響。他們發(fā)現(xiàn)，白細胞介素-22（IL-22）增加了潘氏細胞的數(shù)量和活性。IL-22對潘氏細胞的影響是令人驚訝的。論文共同第一作者、荷蘭皇家藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院研究員Gui-Wei He解釋了其中的原因：“目前，人們認為IL-22能促進干細胞功能。我們的研究實際上表明，IL-22并沒有這樣做，而是刺激了潘氏細胞的激活。”因此，這種新發(fā)現(xiàn)的IL-22功能被用來增加人類小腸類器官中活躍的潘氏細胞的數(shù)量。這導(dǎo)致了模擬健康小腸的類器官的構(gòu)建。

6.Science子刊：利用人類腎臟類器官確定化合物SCR7有望阻止腎臟損傷和治療慢性腎臟病

doi:10.1126/scitranslmed.abj4772

在某種程度上，腎臟在受傷后有自我修復(fù)的能力，但是這種內(nèi)在修復(fù)會轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌耆迯?fù)，從而導(dǎo)致不可逆的損傷和慢性腎臟?。–KD）。在一項新的研究中，來自麻省總醫(yī)院（MGH）研究人員利用人類干細胞衍生的腎臟類器官鑒定出對維持腎臟健康修至關(guān)重要的基因。這些發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致人們發(fā)現(xiàn)新的靶標，以協(xié)助預(yù)防或治療CKD。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Modeling injury and repair in kidney organoids reveals that homologous recombination governs tubular intrinsic repair”。

SCR7化學(xué)結(jié)構(gòu)式。

論文共同第一作者、MGH腎臟科研究員Navin Gupta博士和他的同事們將人類腎臟類器官暴露于化療藥物順鉑中時，這種治療改變了正在進行內(nèi)在修復(fù)的腎細胞中的159個基因表達和29條信號通路。他們確定的許多基因，包括兩個名為FANCD2和Rad51的基因，在內(nèi)在修復(fù)過程中被激活，但是當(dāng)腎臟損傷變得不可逆時，它們的表達就會下降。這些基因編碼的蛋白在細胞中的DNA受損時發(fā)揮著修復(fù)作用。在小鼠腎臟損傷模型和人類腎臟活組織中進行的其他實驗證實了這些在腎臟類器官中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果。

最后，通過藥物篩選試驗，這些作者確定了一種稱為SCR7的化合物，它有助于維持FANCD2和RAD51的活性，以拯救正常的組織修復(fù)，并防止在順鉑誘導(dǎo)的腎臟類器官損傷模型中出現(xiàn)CKD進展。

SCR7 是一種特異性 DNA Ligase IV 抑制劑，可阻斷非同源性末端連接(NHEJ)。在哺乳動物細胞和小鼠胚胎中，SCR7可增加利用CRISPR/Cas9進行HDR（homology directed repair, 同源介導(dǎo)的雙鏈DNA修復(fù)）介導(dǎo)的基因編輯效率，最高可增強至19倍。

7.Nat Cancer：利用功能性類器官篩選鑒定出靶向?qū)嶓w瘤中癌干細胞的抗體MCLA-158

doi:10.1038/s43018-022-00359-0

在一項新的研究中，由西班牙巴塞羅那生物醫(yī)學(xué)研究院主任Eduard Batlle博士領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組揭示了導(dǎo)致MCLA-158發(fā)現(xiàn)的臨床前數(shù)據(jù)及其對癌干細胞的作用機制。這種被命名為派森妥單抗 （Petosemtamab）的抗體MCLA-158能防止癌癥轉(zhuǎn)移的發(fā)生（即癌癥擴散到其他重要器官），并減緩癌癥實驗?zāi)Ｐ椭性l(fā)性腫瘤的生長。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年4月的Nature Cancer期刊上，論文標題為“Functional patient-derived organoid screenings identify MCLA-158 as a therapeutic EGFR × LGR5 bispecific antibody with efficacy in epithelial tumors”。在這篇論文中，他們描述了他們?nèi)绾蝿?chuàng)建他們的納米膠囊，以及當(dāng)在患有膠質(zhì)母細胞瘤的小鼠身上進行測試時它的效果如何。

MCLA-158對患者衍生性類器官的影響。圖片來自Nature Cancer, 2022, doi:10.1038/s43018-022-00359-0。

這項研究也為制藥公司在藥物發(fā)現(xiàn)過程中使用類器官模型奠定了基礎(chǔ)。類器官是可以在實驗室中生長的患者衍生性樣本，它們再現(xiàn)了腫瘤區(qū)室的某些方面。到目前為止，它們的用處正在個性化癌癥醫(yī)學(xué)中得到探索---意思是它們在幫助醫(yī)生決定每名患者的最佳治療方面的價值。然而，為了選擇MCLA-158，首次使用了來自癌癥患者的類器官生物庫，在數(shù)百種新抗體中分辨出哪一種最有效并最適合大多數(shù)患者。

2021年10月，荷蘭Merus公司（Merus N. V.）報告了與中期療效分析相對應(yīng)的初步數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是基于它贊助的正在進行的1期劑量擴大臨床試驗的回顧性分析，該臨床試驗旨在評估MCLA-158單藥治療晚期頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）的安全性、耐受性和抗腫瘤活性。7名HNSCC患者中有3人獲得部分反應(yīng)，其中1人在2021年8月的數(shù)據(jù)截止日期后獲得完全反應(yīng)。所有七名患者都觀察到腫瘤縮小。

8.Nat Commun：新研究表明恢復(fù)TCF4基因功能的基因療法有望治療皮特-霍普金斯綜合征

doi:10.1038/s41467-022-29942-w

在一項新的研究中，來自加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員人類大腦類器官揭示了一個基因發(fā)生的與一種嚴重的自閉癥形式相關(guān)的突變?nèi)绾纹茐纳窠?jīng)發(fā)育。利用基因治療工具恢復(fù)這個基因的功能，有效地拯救了神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能。相關(guān)研究結(jié)果于2022年5月2日發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文通訊作者為“Transcription Factor 4 loss-of-function is associated with deficits in progenitor proliferation and cortical neuron content”。

這個稱為TCF4的基因是大腦發(fā)育的一個重要基因。包括自閉癥譜系障礙（ASD）和精神分裂癥內(nèi)的一些神經(jīng)和神經(jīng)精神疾病都與TCF4基因突變有關(guān)。轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)其他基因的開啟或關(guān)閉，因此它們的存在或缺乏都會對發(fā)育中的胚胎產(chǎn)生多米諾效應(yīng)。然而，當(dāng)TCF4發(fā)生突變時，人們對人腦發(fā)生的情況知之甚少。

PTHS類器官顯示異常發(fā)育。圖片來自Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-29942-w。

為了探索這個問題，這些作者著重關(guān)注皮特-霍普金斯綜合征（Pitt-Hopkins Syndrome, PTHS）上，這是一種由TCF4突變引起的特殊ASD?；加羞@種遺傳病的兒童有嚴重的認知和運動障礙，而且通常是不說話的。

現(xiàn)有的皮特-霍普金斯綜合征小鼠模型無法準確模擬患者的神經(jīng)特征，因此這些作者轉(zhuǎn)而構(gòu)建出這種疾病的人類研究模型。他們利用干細胞技術(shù)，將患者的皮膚細胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)性多能干細胞（iPSC），然后利用iPSC培育出三維大腦類器官，也稱為“迷你大腦（mini-brain）”。對這些大腦類器官的初步觀察顯示，存在TCF4突變的大腦類器官與對照組之間存在一系列的結(jié)構(gòu)和功能差異。

9.Cell：新研究揭示了為何威廉姆斯-伯倫綜合征患者通常具有優(yōu)異的聽覺能力

doi:10.1016/j.cell.2022.08.022

威廉姆斯-伯倫綜合征（Williams-Beuren syndrome, WBS）是一種罕見的疾病，會導(dǎo)致神經(jīng)認知和發(fā)育方面的缺陷。然而，音樂和聽覺能力在WBS患者身上得到了保留，甚至增強。在一項新的研究中，來自美國圣猶大兒童研究醫(yī)院的研究人員在這種疾病的模型中發(fā)現(xiàn)了這種能力的機制。相關(guān)研究結(jié)果于2022年9月23日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“Innate frequency-discrimination hyperacuity in Williams-Beuren syndrome mice”。

論文通訊作者、圣猶大兒童研究醫(yī)院發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)系的Stanislav Zakharenko博士說，“WBS之所以在神經(jīng)發(fā)育障礙中更為人所關(guān)注，是因為患有這種疾病的兒童，盡管有嚴重的學(xué)習(xí)障礙，但與普通人群中的兒童相比，他們中有更多的人具有優(yōu)越的音樂和語言能力。我們對此很感興趣，想知道更多關(guān)于一種由27個基因缺失引起的疾病如何可能幫助患者獲得比正常人更好的聽覺處理能力?！?/p>

為了了解WBS患者聽覺能力增強的細胞生物學(xué)基礎(chǔ)，這些作者進行了RNA測序（RNAseq）實驗。這些數(shù)據(jù)使得他們發(fā)現(xiàn)了一種叫做VIPR1的神經(jīng)肽受體，它在WBS患者的聽覺皮層中的表達減少了。在大腦類器官中也發(fā)現(xiàn)了VIPR1的減少，其中大腦類器官是實驗室中使用人類誘導(dǎo)性多能干細胞構(gòu)建出的高級模型。

這些作者發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子Gtf2ird1（由WBS患者丟失的27個基因之一編碼）調(diào)節(jié)著VIPR1。在聽覺皮層中剔除或過度表達VIPR1可以模擬或逆轉(zhuǎn)WBS中觀察到的聽覺效果。因此，正是Gtf2ird1下調(diào)了VIPR1，導(dǎo)致了WBS對聽覺能力的影響。

10.Science：新研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代人類比尼安德特人產(chǎn)生更多的大腦神經(jīng)元

doi:10.1126/science.abl6422

長期以來，是什么使現(xiàn)代人變得獨特的問題一直是科學(xué)家們的推動力。因此，與我們的近親尼安德特人（Neandertals）的比較提供了迷人的見解。大腦尺寸的增加，以及大腦發(fā)育過程中神經(jīng)元的產(chǎn)生，被認為是人類進化過程中出現(xiàn)的認知能力提高的主要因素。然而，雖然尼安德特人和現(xiàn)代人的大腦大小相似，但對于現(xiàn)代人和尼安德特人的大腦在發(fā)育過程中是否可能在神經(jīng)元的產(chǎn)生方面有所不同，人們所知甚少。

在一項新的研究中，來自德國馬克斯-普朗克分子細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所（MPI-CBG）等研究機構(gòu)的研究人員如今發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人的TKTL1（transketolase-like 1）蛋白變體與尼安德特人的TKTL1變體僅有一個氨基酸的差異，使得在現(xiàn)代人的大腦中增加了一種稱為基底放射狀膠質(zhì)細胞（basal radial glia）的腦祖細胞?；追派錉钅z質(zhì)細胞在發(fā)育中的新皮層中產(chǎn)生大部分的神經(jīng)元，而新皮層是大腦的一部分，對許多認知能力至關(guān)重要。由于TKTL1在胎兒人腦額葉中的活性特別高，他們得出結(jié)論，TKTL1中這種人類特有的單個氨基酸替換導(dǎo)致現(xiàn)代人比尼安德特人在發(fā)育中的新皮層額葉中產(chǎn)生更多神經(jīng)元。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年9月9日的Science期刊上，論文標題為“Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals”。

這些作者專注于其中的一種稱為TKTL1的蛋白：與尼安德特人相比，基本上所有的現(xiàn)代人在這種蛋白上都出現(xiàn)了一個氨基酸變化。具體來說，在現(xiàn)代人中，TKTL1在有關(guān)的序列位位點上含有一個精氨酸，而在尼安德特人的TKTL1中，這個位點是一個稱為賴氨酸的氨基酸。在胎兒的人類新皮層中，TKTL1在新皮層祖細胞中發(fā)現(xiàn)，所有皮層神經(jīng)元都是從這些新皮層祖細胞中產(chǎn)生的。值得注意的是，TKTL1的水平在額葉的新皮層祖細胞中是最高的。

此后，這些作者探討了這些影響與人類大腦發(fā)育的相關(guān)性。為此，他們在人類大腦類器官---可以在實驗室的細胞培養(yǎng)皿中由人類干細胞培養(yǎng)出來的微型器官樣結(jié)構(gòu)，可模擬人類早期大腦發(fā)育的各個方面---中用尼安德特人TKTL1特有的賴氨酸取代了現(xiàn)代人TKTL1中的精氨酸。

Pinson說，“我們發(fā)現(xiàn)，在TKTL1中使用尼安德特人特有的賴氨酸時，產(chǎn)生的基底放射狀膠質(zhì)細胞比使用現(xiàn)代人特有的精氨酸要少，因此，產(chǎn)生的神經(jīng)元也更少。這向我們表明，盡管我們不知道尼安德特人的大腦有多少神經(jīng)元，但我們可以假設(shè)現(xiàn)代人在大腦額葉有比尼安德特人更多的神經(jīng)元，而TKTL1的活性在大腦額葉中是最高的?！?/p>

這些作者還發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人類的TKTL1通過改變代謝發(fā)揮作用，特別是刺激磷酸戊糖途徑，然后增加脂肪酸的合成。通過這種方式，現(xiàn)代人類的TKTL1被認為增加了某些膜脂質(zhì)的合成，這些膜脂質(zhì)是產(chǎn)生基底放射狀膠質(zhì)細胞的長突起所必需的，所產(chǎn)生的長長突起刺激基底放射狀膠質(zhì)細胞的增殖，因此，增加了神經(jīng)元的產(chǎn)生。（生物谷 Bioon.com）