如何更真实地模拟人脑以研究复杂疾病？麻省理工学院的 Li-Huei Tsai、Robert Langer 及合作团队开发出一种名为miBrain的全新3D人脑模型。该模型首次集成了全部六种主要脑细胞类型，为深入理解阿尔茨海默病等神经退行性疾病的细胞机制提供了前所未有的平台。
研究团队利用患者来源的诱导多能干细胞，在一种定制的、模仿大脑细胞外基质的水凝胶支架中，成功培育出包含神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞、周细胞和血管内皮细胞的微型大脑组织。这些miBrains模型能自发组装成功能单元，展现出神经活动、髓鞘形成以及功能性的血脑屏障等关键特征。 
为了验证模型的应用价值，团队将其用于研究阿尔茨海默病最强的遗传风险基因APOE4。通过构建含有APOE4星形胶质细胞的miBrain，研究人员发现，这些细胞足以驱动阿尔茨海默病的两种核心病理特征：淀粉样蛋白的聚集和tau蛋白的异常磷酸化。更重要的是，研究揭示了这一过程背后的关键机制：APOE4星形胶质细胞必须与小胶质细胞进行分子“串扰”才能诱发病理变化。当模型中缺少小胶质细胞时，tau蛋白的病变程度显著降低。这一发现精准定位了细胞间的相互作用在疾病发展中的核心作用，为开发新的治疗靶点提供了重要线索。研究发表在 PNAS 上。