类器官模型揭示大脑多巴胺系统秘密

一次畅快的跑步、一杯清晨的咖啡，一块香喷喷的饼干……这些令人愉悦的时刻都归因于神经递质多巴胺的释放。多巴胺由我们大脑神经网络中的神经元释放，称为“多巴胺能奖赏通路”。据5日发表在《自然·方法》杂志上的论文，奥地利科学院分子生物科技研究所的研究人员开发了一个多巴胺系统的类器官模型，揭示了其复杂的功能和对帕金森病的潜在影响。

该团队首先开发了所谓的中脑腹侧、纹状体和皮质的类器官模型，这是多巴胺系统中神经元连接的区域。然后，他们开发了一种将这些类器官融合在一起的方法。就像在人脑中发生的那样，中脑类器官的多巴胺能神经元向纹状体和皮质类器官发出投射。

研究人员观察到了高水平的多巴胺能神经支配，以及多巴胺能神经元和纹状体、皮质神经元之间形成的突触。当他们刺激含有多巴胺能神经元的中脑时，纹状体和皮质中的神经元对刺激有反应。论文第一作者丹尼尔·鲁曼表示，他们成功地在体外模拟了多巴胺能回路，因为细胞不仅连接正确，而且还能共同发挥作用。

该类器官模型可用于改进帕金森病的细胞治疗。研究证明，注射到模型中的多巴胺能前体细胞能发育成熟为神经元，并延伸了类器官内的神经元投射结构。与此同时。研究人员也可以在人类特异性体外系统中研究多巴胺过度刺激的长期影响。