Клітини Пуркіньє, вирощені в лабораторії.
Фахівці Центру біології розвитку Інституту RIKEN (RIKEN Center for Developmental Biology, Японія) домоглися самоорганізації людських ембріональних стовбурових клітин у тривимірну структуру, подібну до мозочка. Це перший значний успіх у справі створення структур мозку в лабораторії. Одна з основних цілей дослідження стовбурових клітин - створити нові технології, що дозволяють замінювати пошкоджені частини тіла тканинами і органами, вирощеними з недифференційованих стовбурових клітин. Побудова елементів нервової системи - завдання особливо непросте, тому що необхідно сформувати не тільки окремі нейрони, але і структури, ними утворювані.
Японські дослідники зайнялися цією проблемою, і в статті, опублікованій в Cell Reports, докладно описано, як послідовне застосування декількох сигнальних молекул в тривимірній культурі людських плюрипотентних стовбурових клітин спонукає останні диференціюватися в функціонуючі нейрони мозочка і самоорганізуватися, формуючи правильний спинний/вентральний патерн і багатошарову структуру, характерну структуру і для розвитку.
Продовжуючи попередні дослідження, проведені з використанням лабораторних мишей, вчені вперше встановили, що культивування ембріональних стовбурових клітин людини за певних умов, з фактором зростання фібробластів 2 (FGF2), веде до диференціації в нейронні структури. За три тижні формується структура, подібна до тієї, що виникає при природному формуванні мозку в області середнього/ромбовидного мозку. За п'ять тижнів формується і нейроепітелій, що також є етапом нормального розвитку мозочка. У структурі були виявлені і маркери розвитку клітин Пуркіньє.
Дослідники домоглися виникнення в клітинній культурі зрілих нейронів мозку. Було помічено, що частина клітин, оброблених фактором зростання фібробластів 2, диференціювалися в клітини Пуркіньє з характерною для цих клітин структурою. Електрофізіологічна активність цих клітин після п'ятнадцяти тижнів культивування відповідала показникам, необхідним для нормальної роботи мозочка. Інші подібно оброблені клітини стали клітинами ромбічної губи і клітинами паралельних волокон.
«Принципи самоорганізації, які ми тут спостерігаємо, мають велике значення для майбутнього розвитку біології, - говорить провідний автор дослідження Кейко Мугурума (Keiko Muguruma). - Спроби створити мозочок з людських індукованих плюрипотентних клітин вже принесли деякий успіх, і це допоможе нам моделювати такі захворювання, як спіноцеребелярна атаксія».