由于大腦錯(cuò)綜復(fù)雜的細(xì)胞組成和結(jié)構(gòu)，在體外建立人類(lèi)大腦模型長(zhǎng)久以來(lái)都是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。近年來(lái)涌現(xiàn)出多種構(gòu)建人腦類(lèi)器官的方法引起了諸多研究者的興趣，并將這一體外模型用于各種生理和病理研究。

但現(xiàn)有的人腦類(lèi)器官模型仍然不能完全捕獲人腦的全部特征，如缺乏功能性血管。而微流控技術(shù)恰好可以解決這一困境，通過(guò)在微流控芯片上模擬體內(nèi)環(huán)境如引入功能性血管和人為營(yíng)造血腦屏障微環(huán)境，使得人腦類(lèi)器官更加貼近于人體的真實(shí)情況。

近日，香港科技大學(xué)吳若昊教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表一篇重要文獻(xiàn)綜述，文中重點(diǎn)描述了現(xiàn)存人腦類(lèi)器官模型血管化的方法及如何通過(guò)微流控技術(shù)進(jìn)一步改善人腦類(lèi)器官血管化進(jìn)程。該綜述以“Vascularized human brain organoid on-chip”為題，發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)期刊Lab on Chip上。

該綜述首先描述了人腦在真實(shí)情況下的發(fā)展過(guò)程，并將人腦內(nèi)存在的細(xì)胞類(lèi)型和區(qū)域羅列出來(lái)。之后，該綜述以最具代表性的三種體外模型對(duì)現(xiàn)存的能夠模擬人體內(nèi)大腦活動(dòng)的器官芯片和類(lèi)器官芯片進(jìn)行了闡述，并總結(jié)和對(duì)比了現(xiàn)有的人腦類(lèi)器官血管化的方法。

用于模擬生理?xiàng)l件的血管化腦類(lèi)器官微環(huán)境芯片

在總結(jié)該領(lǐng)域階段性成果之后，該文著重對(duì)如何在微流控芯片上構(gòu)建契合人體真實(shí)環(huán)境的人腦類(lèi)器官微環(huán)境進(jìn)行了論述，其中重要的影響因素包括：功能性血管、血腦屏障微環(huán)境、細(xì)胞外基質(zhì)和機(jī)械應(yīng)力等。最后，該綜述簡(jiǎn)明扼要地提出了人腦類(lèi)器官未來(lái)的發(fā)展方向和潛在的挑戰(zhàn)。

血管化腦類(lèi)器官芯片的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向

該綜述為基于微流控芯片的人腦類(lèi)器官模型構(gòu)建提供了技術(shù)指導(dǎo)，并點(diǎn)明了該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

審核編輯：劉清