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腦類器官

簡(jiǎn)要描述:腦類器官:類器官是一種原代組織來源的成體干細(xì)胞體外自組裝成的3D器官型結(jié)構(gòu),可分化為多個(gè)器官特異性的細(xì)胞類型,并能夠表現(xiàn)出細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與其周圍基質(zhì)之間的相互作用和空間位置形態(tài),在體外重現(xiàn)人體真實(shí)器官的一些關(guān)鍵功能和結(jié)構(gòu),并具有穩(wěn)定的表型和遺傳學(xué)特征。

  • 更新時(shí)間:2026-03-20
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一、什么是腦類器官

人多能干細(xì)胞(iPSC/ESC)在 3D 培養(yǎng)條件下,模擬大腦發(fā)育過程自組裝形成的微型人腦結(jié)構(gòu)。
可形成大腦皮層、海馬、脈絡(luò)叢、腦室區(qū)等近似結(jié)構(gòu),包含神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)前體細(xì)胞等,高度模擬人腦早期發(fā)育與疾病病理。
特點(diǎn):
  • 形成皮層分層結(jié)構(gòu)(腦室區(qū) VZ、皮層板 CP)

  • 產(chǎn)生電生理活動(dòng)(動(dòng)作電位、突觸活動(dòng))

  • 可模擬神經(jīng)發(fā)育疾病、神經(jīng)退行性疾病、腦損傷、病毒感染

  • 比 2D 細(xì)胞更接近人腦,比動(dòng)物模型更 “人源化"

  • 可基因編輯、高通量藥物篩選


二、經(jīng)典構(gòu)建方法

整體周期:30–60 天基本成熟,3–6 個(gè)月高度成熟
  1. 胚狀體形成(EB)

    hPSC 克隆消化 → 低吸附板懸浮培養(yǎng) 5–7 天

  2. 神經(jīng)外胚層誘導(dǎo)

    加入 N2B27 培養(yǎng)基 + 神經(jīng)誘導(dǎo)因子

    抑制 TGF-β、BMP → 走向神經(jīng)譜系

  3. 神經(jīng)上皮球形成

    包裹入 Matrigel 滴珠,促進(jìn)行腔化、腦室結(jié)構(gòu)形成

  4. 腦類器官自組裝與成熟

    旋轉(zhuǎn)生物反應(yīng)器(Spinner flask)培養(yǎng)

    提供剪切力與氧供 → 促進(jìn)組織化、血管化、神經(jīng)元成熟

  5. 成熟培養(yǎng)

    數(shù)月培養(yǎng)后出現(xiàn)突觸網(wǎng)絡(luò)、電活動(dòng)、皮層分層

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