一次暢快的跑步、一杯清晨的咖啡，一塊香噴噴的餅干……這些令人愉悅的時刻都歸因于神經遞質多巴胺的釋放。多巴胺由我們大腦神經網絡中的神經元釋放，稱為“多巴胺能獎賞通路”。據5日發(fā)表在《自然·方法》雜志上的論文，奧地利科學院分子生物科技研究所的研究人員開發(fā)了一個多巴胺系統(tǒng)的類器官模型，揭示了其復雜的功能和對帕金森病的潛在影響。

中腦腹側（紅色）中的多巴胺能神經元投射到紋狀體和皮質組織（綠色）。圖片來源：丹尼爾·魯曼/奧地利科學院分子生物科技研究所

該團隊首先開發(fā)了所謂的中腦腹側、紋狀體和皮質的類器官模型，這是多巴胺系統(tǒng)中神經元連接的區(qū)域。然后，他們開發(fā)了一種將這些類器官融合在一起的方法。就像在人腦中發(fā)生的那樣，中腦類器官的多巴胺能神經元向紋狀體和皮質類器官發(fā)出投射。

研究人員觀察到了高水平的多巴胺能神經支配，以及多巴胺能神經元和紋狀體、皮質神經元之間形成的突觸。當他們刺激含有多巴胺能神經元的中腦時，紋狀體和皮質中的神經元對刺激有反應。論文第一作者丹尼爾·魯曼表示，他們成功地在體外模擬了多巴胺能回路，因為細胞不僅連接正確，而且還能共同發(fā)揮作用。

該類器官模型可用于改進帕金森病的細胞治療。研究證明，注射到模型中的多巴胺能前體細胞能發(fā)育成熟為神經元，并延伸了類器官內的神經元投射結構。與此同時。研究人員也可以在人類特異性體外系統(tǒng)中研究多巴胺過度刺激的長期影響。