寨卡病毒（Zika virus）疫情出现在研究大脑的新干细胞技术正在完善及进行测试之时。在4月22日的《细胞》（Cell）杂志上，来自约翰霍普金斯大学医学院的研究人员将一种脑区域特异性类器官（organoids）公诸于世，它在三维空间中展示了寨卡病毒影响人类大脑的机制。这些类器官数据支持了寨卡病毒偏好感染神经干细胞，及损伤程度差异取决于感染时间的这些观点。
多年来大脑类器官（也叫微型大脑）一直被积极地用于研究之中，然而高昂的成本、大多数实验室无法获得，以及棘手的实验方案阻碍明确的对照实验限制了它们。
由宋红军（Hongjun Song）和明国丽（Guo-Li Ming）领导的研究小组，通过3D打印微型的旋转生物反应器，来利用人类干细胞批量生产出脑区域特异性类器官，解决了这些问题。
今年3月初，宋红军、明国丽参与的一个研究小组在Cell Stem Cell杂志上发表论文，帮助将寨卡病毒感染与神经干细胞死亡联系到一起，但这些先导实验是在二维组织培养物中完成，无法完全重演正常大脑发育的一些特征。
这些生物反应器使得研究人员能够做他们想做的研究——即在发育神经组织中观察寨卡病毒感染。“当出现寨卡病毒危机之时，我们看到我们拥有了完美的系统来研究这一病毒的影响，”约翰霍普金斯大学医学院细胞工程学研究所干细胞项目负责人宋红军说。
这些微型生物反应器可用生成三种类型的脑区域特异性类器官（前脑、中脑和下丘脑），它们可以存活及生长长达100天。这一时间跨度允许研究人员在与极早期和中期妊娠相当的发育阶段中诱导寨卡病毒感染。三维实验复制出了以往的研究发现：寨卡病毒喜欢感染神经干细胞，支持了在怀孕的前三个月发育大脑风险最大这一临床发现。
约翰霍普金斯大学医学院神经学教授明国丽说：“当受到寨卡病毒感染时，类器官要小得多，它们不会有效地生成神经元。在后期，你仍然可以看到病毒偏好感染神经祖细胞，尽管也感染了一些神经元，细胞死亡和增殖减少与我们在二维培养物中观察到的结果相一致。”
宋红军说：“来自寨卡病毒的数据确实凸显了这一模型系统的能力，我们可以在这一系统中研究疾病的不同阶段，观察感染背后的机制。有了这一生物反应器，现在这一模型有能力作为潜在疗法的临床前试验基地。”
当前，研究人员正向科学界提供他们Cell论文中的技术，并在这些类器官上测试一些FDA批准的化合物，看看是否有任一种化合物可以控制寨卡病毒感染，如何将一种潜在的寨卡病毒疗法传送给胎儿是未来的另一个挑战。
