腦類器官技術(shù)及在腦卒中治療中的應(yīng)用進(jìn)展

孫可心，肖雨倩，萬俊，陳淑穎，陳麗敏，王巖，白艷杰△

腦卒中是全球第二大死因，致殘率高，并且近年來卒中發(fā)生和卒中死亡人數(shù)大幅度增加。腦卒中主要包括缺血性腦卒中和出血性腦卒中，前者可占所有腦卒中發(fā)生總數(shù)的62.4%［1］。目前，組織纖溶酶原激活劑（tPA）是唯一獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)用于治療缺血性腦卒中的藥物，但其治療時間窗僅在腦卒中發(fā)生后4.5 h內(nèi)，并且有引起腦缺血再灌注損傷的風(fēng)險；而對于出血性腦卒中的治療尚無特效藥［2］。因此，迫切需要開發(fā)治療腦卒中的有效方法以解決治療時遇到的難題，達(dá)到提高療效和改善患者預(yù)后的目的。在干細(xì)胞的研究基礎(chǔ)上，學(xué)者開發(fā)出一種由胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cells，ESCs）或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）衍生誘導(dǎo)的與人腦結(jié)構(gòu)類似的三維（three-dimensional，3D）培養(yǎng)系統(tǒng)，即腦類器官［3］。腦類器官在體外顯示出神經(jīng)連接和腦功能，例如大腦發(fā)育中各種細(xì)胞類型之間復(fù)雜的相互作用，概括了人腦的早期神經(jīng)發(fā)育特征［4］。腦類器官移植可以在宿主腦內(nèi)長時間存活，并且移植的腦類器官通過與宿主神經(jīng)元形成突觸連接實(shí)現(xiàn)生理功能整合，表明腦類器官對神經(jīng)系統(tǒng)疾病存在治療潛力［5］。因此，本文通過對腦類器官的研究進(jìn)展及應(yīng)用進(jìn)行綜述，探討腦類器官作為腦卒中體外模型以及腦類器官移植治療腦卒中的可行性、有效性和潛在機(jī)制。

1 腦類器官的發(fā)展概述

近年來，基于干細(xì)胞技術(shù)和細(xì)胞自組織原理已經(jīng)生成類似于人腦的體外3D培養(yǎng)系統(tǒng)的腦類器官，并不斷優(yōu)化培養(yǎng)技術(shù)和相關(guān)腦部功能。Lancaster等［3］在2013 年建立了首個模擬人腦3D 結(jié)構(gòu)的腦類器官。ESCs 和iPSCs 首先分裂并聚集成擬胚體（embryoid bodies，EBs），置于神經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)基中誘導(dǎo)神經(jīng)外胚層形成，隨后將分化的EBs 嵌入基質(zhì)膠液滴中并轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)懸浮培養(yǎng)，以增強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴(kuò)散，使腦組織快速發(fā)育，由此產(chǎn)生的腦類器官為全腦類器官；其概括了人類大腦內(nèi)的發(fā)育和遺傳特征，并形成了不同的大腦區(qū)域，包括前腦、中腦、后腦、脈絡(luò)叢和視網(wǎng)膜等細(xì)胞譜系，且包括小鼠大腦中不存在的外腦室下區(qū)［3，6］。

Lancaster 等［7］使用乙交酯丙交酯共聚物纖維微絲作為浮動支架生成微絲工程腦類器官，起到促進(jìn)神經(jīng)外胚層形成以及改善皮質(zhì)發(fā)育的作用，這種3D細(xì)胞培養(yǎng)與生物工程相結(jié)合可以改善腦類器官組織結(jié)構(gòu)并提高腦類器官構(gòu)建的可重復(fù)性。需要注意的是，體外培養(yǎng)的腦類器官由于缺乏血液供應(yīng)，后期神經(jīng)元成熟受到氧氣和營養(yǎng)供應(yīng)不足的限制。為此，Lancaster團(tuán)隊(duì)后續(xù)開發(fā)了一種基于器官型切片培養(yǎng)技術(shù)的新方法，產(chǎn)生氣液界面腦類器官，以改善腦類器官的氧氣和營養(yǎng)供應(yīng)，從而加速其成熟［8］。In-Hyun Park團(tuán)隊(duì)通過在培養(yǎng)基中添加人類ETS變體2轉(zhuǎn)錄因子以誘導(dǎo)腦皮質(zhì)類器官（human cortical organoids，hCOs）的產(chǎn)生，在腦類器官中首次出現(xiàn)功能性血管樣結(jié)構(gòu)以及血腦屏障類似結(jié)構(gòu)，顯著提高腦類器官中神經(jīng)元的成熟度［9］。

然而，干細(xì)胞自發(fā)分化的隨機(jī)性可能導(dǎo)致不同批次分化的類器官之間存在差異，由上述方法得到的腦類器官仍存在異質(zhì)性高的缺陷。因此研究者嘗試通過在培養(yǎng)基中添加化學(xué)小分子和生長因子等物質(zhì)的方法調(diào)控信號傳導(dǎo)，定向誘導(dǎo)產(chǎn)生區(qū)域特異性的腦類器官，包括皮質(zhì)、脈絡(luò)叢、海馬、中腦、小腦和下丘腦等［10］。見圖1。Jacob 等［11］在體外培養(yǎng)EBs時，通過使用糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK3β）抑制劑CHIR99021 和高水平的人重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白7（bone morphogenetic protein 7，BMP7）來提高Wnt 通路的信號傳導(dǎo)，刺激神經(jīng)祖細(xì)胞向脈絡(luò)叢的方向發(fā)展，從而培養(yǎng)出脈絡(luò)叢類器官（choroid plexus organoid，CPO），并用CPO模擬由嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2（SARSCoV-2）引起的病毒感染，驗(yàn)證感染SARS-CoV-2 后的發(fā)病機(jī)制是炎癥反應(yīng)和脈絡(luò)叢細(xì)胞功能紊亂。此后，明國麗院士團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步報道了通過抑制SMAD和Wnt 信號通路、激活超音刺猬蛋白（sonic hedgehog，SHH）信號通路產(chǎn)生類似下丘腦亞區(qū)弓狀核類器官的方法，用于解決精細(xì)的大腦亞區(qū)相關(guān)疾病［12］。研究表明，2 個或多個區(qū)域特異性腦類器官可以組合形成融合類器官，模擬大腦區(qū)域之間的相互作用，例如細(xì)胞遷移和遠(yuǎn)程連接［13］。區(qū)域特異性腦類器官可以模擬大腦的不同分區(qū)及模擬人類神經(jīng)發(fā)育疾病，還可以揭示疾病的病理機(jī)制，未來可能成為潛在的治療手段。

2 腦類器官與新興技術(shù)的融合

隨著對腦類器官研究的不斷深入，腦類器官已經(jīng)被用于研究大腦發(fā)育、神經(jīng)疾病以及物種特異性藥理學(xué)和毒理學(xué)等方面問題，并且其在治療疾病方面逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢。研究證實(shí)，腦類器官可以通過結(jié)合腦類器官移植、基因編輯以及類器官芯片等組織工程技術(shù)治療腦部疾病［14-15］。

2.1 腦類器官移植 體外培養(yǎng)的腦類器官由于缺乏功能性脈管系統(tǒng)會影響腦類器官中神經(jīng)元的成熟和功能，導(dǎo)致壞死中心的形成，并進(jìn)一步導(dǎo)致大腦內(nèi)突觸連接和神經(jīng)回路的缺失。有研究顯示，腦類器官移植有希望克服以上限制［5，16］。在移植到嚙齒動物皮質(zhì)的腦類器官中觀察到宿主介導(dǎo)的功能性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和血管形成，減少了其中細(xì)胞的代謝應(yīng)激并且提高細(xì)胞存活率［16］。此外，研究人員在大鼠的可塑性發(fā)育階段（出生后3～7 d），將來自人iPSC 的hCOs 移植到早期無胸腺大鼠的初級軀體感覺皮質(zhì)中，構(gòu)建了人鼠混合大腦類器官（transplanted hCO，t-hCO），t-hCO 神經(jīng)元在大鼠皮質(zhì)區(qū)域以及皮質(zhì)下區(qū)域廣泛建立投影，誘導(dǎo)大鼠神經(jīng)元中的突觸反應(yīng)從而驅(qū)動其行為反應(yīng)，表明t-hCO 可以整合到宿主大腦并形成功能回路［5］。

腦類器官移植是目前將腦類器官應(yīng)用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的主要手段。Wang 等［17］將腦類器官移植到創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）大鼠受損的運(yùn)動皮質(zhì)，支持受損運(yùn)動皮質(zhì)的區(qū)域特異性重建，移植的腦類器官與宿主大腦之間形成了血管并減少細(xì)胞凋亡，同時上調(diào)同側(cè)海馬中的神經(jīng)連接蛋白和神經(jīng)營養(yǎng)因子，起到緩解腦損傷并改善神經(jīng)運(yùn)動功能的作用。與之類似的是，將由hiPSC 衍生的中腦類器官移植到帕金森小鼠模型大腦中，可起到改善小鼠運(yùn)動功能和大腦微環(huán)境的作用［18］。在上述兩個模型中，來自移植物的神經(jīng)元沿著胼胝體逐漸向大腦不同區(qū)域廣泛遷移，并與宿主大腦神經(jīng)元形成雙向突觸連接，從而改善模型動物的神經(jīng)運(yùn)動功能［17-18］。腦類器官移植克服了體外培養(yǎng)腦類器官存在的難題，為腦類器官移植治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了光明前景。

2.2 基因編輯技術(shù) 基于成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)（clustered regulatory interspaced short palindromic repeat，CRISPR）的基因編輯技術(shù)正不斷促進(jìn)干細(xì)胞基因工程的發(fā)展。使用CRISPR 技術(shù)可以產(chǎn)生各種類型的基因突變體，將腦類器官和基因編輯技術(shù)相結(jié)合可應(yīng)用于修復(fù)突變基因、高通量體外篩選和治療疾病等領(lǐng)域。其中，CRISRP/Cas9 系統(tǒng)是目前廣泛使用的基因編輯工具，也是目前被認(rèn)為最簡單高效的基因編輯手段［19］。Tang 等［20］研究表明，利用唐氏綜合征患者的iPSCs結(jié)合CRISRP/Cas9 基因編輯技術(shù)，在體外建立抑制細(xì)胞黏附分子（down syndrome cell adhesion molecule，DSCAM）/p21 激活激酶1（p21-Activated Kinase 1，PAK1）通路的皮質(zhì)腦類器官，可以逆轉(zhuǎn)異常的神經(jīng)發(fā)生并增加腦類器官的尺寸。Esk等［21］使用一種基因篩查技術(shù)——CRISPR 譜系追蹤（CRISPR-LICHT）測試了腦類器官組織中的173 個小頭畸形候選基因，篩選出25個可能導(dǎo)致小頭畸形發(fā)生的基因，并且通過使用基因敲除技術(shù)構(gòu)建即刻早期反應(yīng)3 相互作用蛋白1（immediate early response3 interacting protein1，IER3IP1）基因敲除的腦類器官，證實(shí)了IER3IP1 調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的分泌，對腦組織完整性以及大腦大小至關(guān)重要，其失調(diào)將導(dǎo)致小頭畸形。AUTS2 基因突變與以智力障礙、小頭畸形和先天性腦畸形為特征的廣譜神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)，由小頭畸形患者iPSCs產(chǎn)生的腦類器官表現(xiàn)出顯著的生長遲緩，使用CRISRP/Cas9 技術(shù)來糾正AUTS2 基因突變，可有效恢復(fù)神經(jīng)祖細(xì)胞的增殖活性和腦類器官的生長［22］。

此外，基因編輯技術(shù)也應(yīng)用于腦類器官的發(fā)育。He等［23］將基于CRISPR的基因擾動整合到譜系記錄器系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)在腦類器官發(fā)育過程中對基因功能的調(diào)控，在神經(jīng)外胚層形成之前靶向神經(jīng)發(fā)育不良的相關(guān)基因結(jié)節(jié)性硬化癥蛋白復(fù)合體2（tuberous sclerosis complex2，TSC2），發(fā)現(xiàn)TSC2 基因擾動可能增強(qiáng)腦類器官的新陳代謝并延遲神經(jīng)發(fā)育。由此可見，基因編輯技術(shù)與腦類器官的結(jié)合不僅加快了對人類大腦基因的研究，更有望在未來進(jìn)一步拓寬腦類器官在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的研究領(lǐng)域及應(yīng)用范圍。

2.3 腦類器官芯片 傳統(tǒng)方式培養(yǎng)的腦類器官難以復(fù)制人類大腦復(fù)雜的微環(huán)境，而微流體芯片技術(shù)能夠以高通量方法模擬大腦內(nèi)環(huán)境并進(jìn)行精確調(diào)控，因此，以微流控技術(shù)為核心的腦類器官芯片平臺應(yīng)運(yùn)而生［24］。腦類器官芯片由腦類器官培養(yǎng)室組成，并與培養(yǎng)基流動和灌注通道相連，微流體通過整合通道以創(chuàng)建流體流動和可控的微環(huán)境來引導(dǎo)腦類器官的形成［24-25］。這種腦類器官芯片技術(shù)已經(jīng)被報道用于研究神經(jīng)發(fā)育問題。Wang 等［26］使用腦類器官芯片作為人類大腦發(fā)育的模型，研究產(chǎn)前尼古丁暴露對神經(jīng)發(fā)育的影響，證實(shí)在尼古丁處理的腦類器官中，神經(jīng)元生長和皮質(zhì)發(fā)育被破壞，表明尼古丁暴露會損害胎兒早期的大腦神經(jīng)發(fā)育。

最近通過在微流體芯片上將由人iPSCs 衍生的周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞自組織形成的脈管系統(tǒng)與腦類器官共同培養(yǎng)，使其在芯片上相互作用可誘導(dǎo)腦類器官血管化。Salmon 等［27］研究證實(shí)，由上述方式培養(yǎng)的腦類器官增強(qiáng)了血管網(wǎng)絡(luò)的灌注和通透性，加速了腦類器官的成熟。具有微柱陣列的微流體裝置可以實(shí)現(xiàn)原位生成腦類器官，減少培養(yǎng)過程中EBs 的手動轉(zhuǎn)移，與腦類器官傳統(tǒng)培養(yǎng)方法相比，簡化了其構(gòu)建方案，降低了腦類器官異質(zhì)性。此外，Cui 等［28］基于微柱陳列微流體裝置開發(fā)了一個工程化腦類器官芯片平臺，并用于研究癌細(xì)胞衍生的外泌體對妊娠早期人腦神經(jīng)發(fā)育的影響，表明使用乳腺癌細(xì)胞來源的外泌體誘導(dǎo)分化形成的皮質(zhì)類器官不僅表現(xiàn)出神經(jīng)發(fā)育受損，還顯示出與乳腺癌和髓母細(xì)胞瘤相關(guān)的信號通路激活，提示癌變風(fēng)險。

腦類器官芯片呈現(xiàn)了更多與人腦相關(guān)的生理和病理特征，是了解神經(jīng)發(fā)育疾病進(jìn)展的新型工具，并且高精度控制大腦微環(huán)境的實(shí)現(xiàn)為開展個性化治療提供有效途徑，但目前由于其操作復(fù)雜耗時，標(biāo)準(zhǔn)化和擴(kuò)大當(dāng)前的腦類器官芯片模型仍然具有挑戰(zhàn)性，未來仍需要更加先進(jìn)的工程手段。

3 腦類器官在腦卒中的應(yīng)用

3.1 腦類器官模擬腦卒中模型 目前對于腦卒中的研究主要在嚙齒類動物模型中開展，而嚙齒類動物大腦與人腦在解剖和組織功能上仍存在差異。此外，用于與人類有相似遺傳背景的靈長類動物的研究，由于其操作要求較高及倫理等方面的問題無法在腦卒中的研究中普及［10］。腦類器官的出現(xiàn)為腦卒中相關(guān)研究提供了新的視角。干細(xì)胞衍生的3D 人腦類器官較細(xì)胞模型更有可能概括人腦的特征，并且越來越多地應(yīng)用于腦卒中體外模型的構(gòu)建［15］。

目前用腦類器官體外構(gòu)建腦卒中模型的技術(shù)主要以致病因素和病理生理表現(xiàn)為切入點(diǎn)。研究人員嘗試通過在體外對研究模型進(jìn)行缺氧處理來模擬缺血性腦卒中。Kim等［29］通過誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞開發(fā)了腦類器官，并將腦類器官在分化培養(yǎng)基中培養(yǎng)48 d后轉(zhuǎn)移到含有1%O2的缺氧室中，經(jīng)過48 h實(shí)現(xiàn)腦類器官缺氧后，觀察到腦類器官表現(xiàn)出與缺血性腦卒中患者和動物模型一致的神經(jīng)元損傷，這種缺氧處理刺激促凋亡標(biāo)志物裂解的胱天蛋白酶3（cleavedcaspase-3）、多聚ADP 核糖聚合酶（cleaved-poly ADP-ribose polymerase，PARP）以及缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1α）表達(dá)升高。

Wang 等［30］用不含葡萄糖的厄爾平衡鹽溶液處理腦類器官，培育氧-葡萄糖剝奪（oxygen-glucose deprivation，OGD）的腦類器官以模擬人缺血性腦卒中，結(jié)果表明隨著OGD 暴露時間增長，腦類器官中cleaved-caspase-3的表達(dá)和細(xì)胞凋亡的發(fā)生逐漸增加，表明腦類器官的缺血性損傷程度與OGD暴露時間呈正比；一些腦卒中治療藥物，如依達(dá)拉奉和丁基苯酞等，在該模型中發(fā)揮的有益作用為腦卒中治療藥物開發(fā)提供了新的研究平臺。目前該模型已經(jīng)用于研究缺血性損傷機(jī)制，進(jìn)一步表明3D腦類器官模型在研究缺血性腦卒中方面具備可行性［31］。

當(dāng)缺血性腦卒中發(fā)生時，大腦脈管系統(tǒng)功能受損，這種血管結(jié)構(gòu)由神經(jīng)血管單元（neurovascular unit，NVU）形成，NVU可以維持血腦屏障（BBB）的完整性，保持其正常功能。Wevers 等［32］開發(fā)了一種基于微流體技術(shù)的人NVU 芯片模型，結(jié)合缺氧、缺糖和停止灌注3 種方法模擬缺血性腦卒中，研究結(jié)果顯示NVU芯片培養(yǎng)物BBB完整性被破壞、線粒體膜電位降低以及腺苷三磷酸水平降低，這是缺血性腦卒中的常見特征，表明NVU芯片模型可用于腦卒中血管系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)研究。

綜上可知，腦類器官正逐漸應(yīng)用于缺血性腦卒中體外模型的構(gòu)建，并在揭示缺血性損傷機(jī)制方面展現(xiàn)出潛在能力。但目前對腦卒中腦類器官模型的研究有限，腦卒中發(fā)病集中在老年人群，而模仿人類胎兒大腦發(fā)育的腦類器官無法準(zhǔn)確概括與腦卒中相關(guān)的表型［1，4］。因此，未來的腦卒中模型構(gòu)建需要研究血管化腦類器官在培養(yǎng)6個月或更長時間后的病理生理變化。

3.2 腦類器官治療腦卒中 腦卒中發(fā)生后的病理生理機(jī)制十分復(fù)雜，興奮性毒性、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等過程引起大腦神經(jīng)元丟失，進(jìn)一步導(dǎo)致人體運(yùn)動和認(rèn)知等功能障礙［33］。以往的研究明確了干細(xì)胞移植療法通過促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和替換丟失的神經(jīng)元來減輕腦損傷的作用，但療效有限［34］。iPSCs衍生的腦類器官包括了神經(jīng)祖細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等多種細(xì)胞類型，因此腦類器官移植在一定程度上克服了干細(xì)胞移植的局限性［4］。

有研究表明，將3D腦類器官移植到小鼠雙側(cè)額葉和頂葉皮質(zhì)中均顯示出較高的存活率并發(fā)生血管化，同時在移植的腦類器官中觀察到神經(jīng)元投射，其軸突可沿宿主皮質(zhì)脊髓束延伸至周圍大腦皮質(zhì)、胼胝體和宿主紋狀體［35］。移植腦類器官的神經(jīng)元不僅能夠從宿主神經(jīng)元接受突觸傳入并整合到宿主神經(jīng)回路中，還可以接受來自宿主神經(jīng)元的突觸傳出，從而形成雙向突觸連接［18］。此外，移植部位的不同將影響腦類器官分化的結(jié)局，在梗死周圍腦類器官主要由成熟和未成熟的谷氨酰胺能神經(jīng)元組成，而在梗死核心的腦類器官細(xì)胞可分化為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞；腦類器官在梗死周圍區(qū)和梗死核心的不同分化結(jié)果可能是由不同的炎癥微環(huán)境引起［36］。

已經(jīng)有臨床前證據(jù)表明，腦類器官移植可以通過改善腦損傷并促進(jìn)功能重建治療腦卒中。Wang等［37］將培養(yǎng)55 d的腦類器官移植到大腦中動脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）的大鼠腦內(nèi)，顯著減少了腦梗死體積，并改善了神經(jīng)運(yùn)動功能，移植的腦類器官與宿主大腦之間建立廣泛突觸連接，證實(shí)腦類器官移植治療腦卒中的潛在機(jī)制與增強(qiáng)神經(jīng)發(fā)生、突觸重建、軸突再生以及減少神經(jīng)元凋亡有關(guān)。此外，在移植組大鼠的海馬CA1、CA2和CA3 亞區(qū)觀察到神經(jīng)發(fā)生，可能有助于腦卒中后學(xué)習(xí)記憶功能的改善，但需要今后進(jìn)一步研究證實(shí)。來源于內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起（medial ganglionic eminence，MGE）的中間神經(jīng)元是調(diào)節(jié)神經(jīng)回路和神經(jīng)活動的主要抑制性神經(jīng)元，其釋放的神經(jīng)遞質(zhì)以γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）為主，腦卒中后GABA 能中間神經(jīng)元缺失可能導(dǎo)致感覺運(yùn)動障礙。Cao 等［38］通過光化學(xué)法誘導(dǎo)小鼠大腦血管內(nèi)皮損傷，中斷大腦局部血流成功建立MCAO模型，并通過激活SHH信號通路定向誘導(dǎo)人iPSCs分化以生成人MGE 腦類器官（human MGE organoids，hMGEOs），將hMGEOs 移植到MCAO 小鼠的梗死皮質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)移植的腦類器官存活良好，并且主要分化為GABA 能中間神經(jīng)元，顯著恢復(fù)了MCAO 小鼠的感覺運(yùn)動功能。移植在MCAO小鼠梗死核心區(qū)的腦類器官可以實(shí)現(xiàn)長期存活，且更容易分化為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，有利于修復(fù)梗死組織；同時，移植的腦類器官與宿主之間形成神經(jīng)回路，進(jìn)一步消除小鼠的感覺運(yùn)動缺陷［36］。以上研究證明了腦類器官移植治療腦卒中的有效性和潛在治療機(jī)制。

小膠質(zhì)細(xì)胞在腦卒中后可起調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)的作用，從而可減輕腦損傷，有利于功能恢復(fù)［33］。然而腦類器官中小膠質(zhì)細(xì)胞的生成仍是一大難題，因此誘導(dǎo)腦類器官小膠質(zhì)細(xì)胞分化可能成為未來腦類器官移植治療腦卒中的研究重點(diǎn)。

4 小結(jié)與展望

近些年隨著對腦類器官研究的不斷深入，進(jìn)一步克服了構(gòu)建腦類器官及其應(yīng)用時存在的局限性。通過優(yōu)化腦類器官的培養(yǎng)方法可減少異質(zhì)性、降低成本、提高可重復(fù)性，并逐漸完善體外培養(yǎng)腦類器官的功能；與新興技術(shù)結(jié)合促進(jìn)了腦類器官的成熟、功能性血管網(wǎng)絡(luò)的形成和神經(jīng)回路的生成，并將其應(yīng)用于疾病建模及在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病中顯示出療效。其中，構(gòu)建腦卒中體外3D模型和在體移植腦類器官為研究新的治療方法及藥物療效提供新方法、新思路。但是，目前對腦類器官的研究仍處于起步階段，關(guān)于如何建立腦類器官神經(jīng)血管網(wǎng)絡(luò)及免疫系統(tǒng)，進(jìn)而精確模擬大腦動態(tài)微環(huán)境仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，同時，腦類器官的構(gòu)建難度大、成本高，且不同批次構(gòu)建的腦類器官之間存在異質(zhì)性，導(dǎo)致腦類器官的構(gòu)建難以再現(xiàn)和重復(fù)。今后仍需要不斷完善腦類器官的構(gòu)建方法來豐富其功能，進(jìn)一步拓寬腦類器官的研究領(lǐng)域，推進(jìn)腦類器官治療疾病從實(shí)驗(yàn)室向臨床的轉(zhuǎn)換。