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脑类器官在药物筛选中的应用2026-06-04 08:42:33

这些定向类器官培养有时能够以相对一致的比例产生多种细胞类型的混合物,在批次和细胞系之间表现出较少的变化。但与体内条件相比,它们仍然是一个简化的模型,因为它们仅包含来自神经谱系的组织,缺乏上覆的脑膜和脉管系统,作为循环基本要素脉管系统的缺乏限制了类器官的大小和生存能力。如在扩展培养过程中,中脑类器官通常会变得大小异质,其中一些会发展成形态不规则的超大球体。当它们超过一定大小时,这些类器官通常会停止生长并表现出核心坏死,这可能是由于类器官缺少充足的血供导致氧气或营养不足引起的。另外,定向类器官通常包含相对较小的神经上皮结构,其细胞结构有时不明确,可能是由于过度使用外部因素干扰了多能干细胞的自组织和细胞-细胞相互作用。

3D脑类器官能够模拟人脑的发育和主要功能,使其在药物筛选和疾病建模方面具有强大的潜力。它从人诱导多能干细胞发展而来,可克服研究人员在用动物模型研究疾病时发现的物种间差异,作为动物模型的可能替代品,可显著缩短药物筛选过程,同时可以避免动物模型使用时出现的伦理问题。尽管脑类器官的优势尽显,但关于脑类器官在缺血性脑卒中的研究仍处于早期研究阶段,目前脑类器官在缺血性脑卒中建模中的应用多局限于糖氧剥夺/复氧诱导后细胞凋亡等常规表型的检测,常以此模型用于动物和细胞模型机制验证后的补充实验,并未充分发挥脑类器官接近于人脑组织的优势。可能存在的原因是一方面脑类器官缺乏血管化和高度变异性,另一方面是类器官培养中血脑屏障和非神经元细胞类型的缺失。
 
未来这些方面都将纳入类器官培养中需要解决的关键问题。研究人员正在积极努力克服这些限制,通过类器官融合及芯片等工程技术创新逐步提高脑类器官的保真度。另外,脑类器官在抗卒中药物开发的应用中有一些新的探索,有研究创新的应用质谱成像、微流控芯片构建了药物分析平台,还有学者针对脑类器官提出双表型药物筛选策略,为研究神经保护、神经发育提供更可靠更贴合人脑的实验模型,为减少在再灌注过程中产生负面影响的新型抗氧化剂的研发提供了可能性。这些研究在一定程度上推动了缺血性脑卒中治疗药物研发的新思路,为抗卒中药物从开发到临床的过渡阶段提供了巨大的可能性。
 
出自《脑类器官区域特异性在缺血性脑卒中建模和药物开发中的应用》作者李瀛,王全玉,冯崇义。