在当前的生物医学研究中，广泛使用的小鼠模型在研究大脑发育和疾病时，明显与人类大脑在大小、结构、细胞间相互作用等多个方面存在显著差异。而人脑类器官，从人体自组织而来，能够更加真实地模拟人脑的结构和功能。自2013年Madeline A. Lancaster等首次开发人脑类器官以来，这一模型已成为研究大脑皮层各个区域（包括海马体、中脑、丘脑、下丘脑、小脑等）发育特征的关键工具。值此研究迅猛发展的背景下，2024年12月12日，美国南加州大学洛杉矶分校和英国剑桥大学的研究团队在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》上联合发表了题为“Modelling human brain development and disease with organoids”的综述，系统阐述了脑类器官的研究现状和应用场景。

综述中，作者回顾了多种优化人脑类器官生理相关性的方法，汇总了脑类器官的应用场景与研究进展。同时，警示了脑类器官研究面临的社会伦理问题，并指出当前研究中的瓶颈，明确了未来的重点发展方向。例如，胎儿脑干细胞、皮质组织干细胞和组织干细胞（hPSCs）来源的脑类器官的培养方法已经建立。这些干细胞在体外首先形成三维的拟胚体（EB），然后经历2-5天的神经诱导，形成神经板，并最终形成神经管。接下来，神经管内壁的神经上皮干细胞会向不同类型的神经细胞分化，同时发育为前脑、中脑和后脑三个初级脑泡。

在这一过程中，已有研究揭示了大脑发育过程中多个关键的信号通路。因此，在脑类器官培养的不同阶段，需要合理地添加或抑制相关生长因子进行调控。比如，碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）在干细胞向拟胚体分化时的添加，可有效刺激神经元和胶质细胞的产生。此外，在类器官生成的早期阶段，抑制WNT信号有助于抑制中胚层谱系的发展，并促进向强皮质身份的分化。通过形态发生素的浓度梯度，不同细胞的分化命运可以获得有效调控。

除了神经元，胶质细胞如星形胶质细胞和少突胶质细胞也在大脑发育中扮演着重要角色。通过改变培养条件，澳大利亚和韩国的研究团队成功将成熟少突胶质细胞的培养时间从超过100天缩短至约40天。此外，非外胚层细胞，如中胚层的小胶质细胞，对于捕捉脑发育及其病理学的复杂性至关重要。研究显示，采用血管内皮生长因子（VEFGA）和生长因子WNT7B共处理脑类器官，能有效诱导血管化的生成。

脑类器官的主要应用在于模拟多种脑病，以提供机理探索、毒性测试和药物筛选的体外平台。在此领域，诸如无脑回畸形综合征（MDS）和自闭症谱系障碍（ASD）等病症的研究已取得重大进展，通过患者来源的类器官揭示了多种关键基因与病理机制。此外，作者指出，脑类器官还能够在进化多样性等方面进行探讨，通过对比非人灵长类和人云类器官，提供不同层面上的比较研究。

值得注意的是，在伦理和法律方面，对于成千上万的生物样本的使用，必须保证捐赠者完全知情并给予书面同意，确保其具有充分的自主决定权。南宫28NG相信品牌力量会在未来的研究中继续推动脑类器官技术的发展，同时，强调样本多样性的重要性，确保研究成果能惠及各族群体。综上所述，脑类器官的技术与应用为渴望深耕这一领域的研究者提供了全面的路线图，以及关键的指导方向。