脑血管病（如脑梗、脑出血）是全球致残致死的主要原因之一，但传统研究手段难以模拟复杂病变。近年来，类器官技术的兴起——科学家用干细胞在实验室培养出**"迷你大脑"**，这些3D结构包含神经元、血管等成分，为研究人脑血管病提供全新的研究平台。

一、如何给"迷你大脑"装上"血管系统"？

科学家为让实验室培育的"迷你大脑"（脑类器官）真正具备人脑功能，正全力攻克"血管化"难题——就像给城市修建供水管网，只有建立血管网络，才能让脑细胞获得营养并排出废物。血管化脑类器官模型的构建方法：有两种方法，体内移植和体外培养。

1 体内移植

**操作：**将体外培养的大脑类器官整合到宿主小鼠的大脑中使其成熟，并形成新的有血液流动的功能性血管网络。

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2 体外培养

①类器官的共培养体系：

首先，研究者使用人诱导多能干细胞先分化为脑类器官，通过内皮细胞、成纤维细胞与脑类器官的共同培养，脑类器官表面出现了与内皮细胞的整合，减少了细胞的凋亡。

②血管类器官融合：

在人诱导多能干细胞基础上独立培养了诱导神经祖细胞和诱导内皮细胞的细胞球体；随后混合形成融合球体。融合的脑类器官移植有稳健的血管网络-类神经元结构，并显示出神经祖细胞数量增加，这与血管调节神经发育的可能性一致。

③生物工程技术：

研究设计并制造了一种 “开放式井” 结构的微流控芯片，血管细胞从微流控通道向类器官培养室伸出血管芽， 形成有序的血管网络，并与脑类器官相互作用，最终形成整合的神经血管类器官。

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二、装上"血管系统"的"迷你大脑"有哪些应用？

1 助推药物研发

血脑屏障就像大脑的"安检系统"，它能选择性阻止血液中大部分物质进入脑组织。血管化脑类器官技术结合微流控平台一定程度上再现血脑屏障的结构和功能，有助于推动相关药物研发工作的深入开展。

2 探究疾病发病机制

研究使用患者来源的细胞在体外分化构建患者源性类器官，模拟病理状态下的脑情况来探究疾病发病机制。

三、脑类器官移植：中风治疗的新希望

当脑卒中（中风）摧毁数百万神经元时，科学家尝试用"微型脑组织"进行修复。将血管化脑类器官移植到中风大鼠脑损伤区后，发现脑梗死体积减小，还显著改善了神经功能，可以促进长期组织修复和功能恢复。与单一细胞移植相比，脑类器官移植表现出更高的细胞存活率、更强的组织修复能力和更优越的神经功能恢复效果，其可重建梗死组织并恢复卒中后功能障碍。

但这项技术从培养皿向临床稳步推进的过程中面临双重考验：伦理上需谨慎对待胚胎干细胞和基因编辑技术，避免"设计婴儿"争议；安全上需攻克细胞癌变、移植排斥等风险。

▌本文科普主题来源于《协和医学杂志》专家论坛：《血管化脑类器官的技术进展与应用前景》

原文作者：薛炅昊, 李志鹏, 赵元立

编辑丨刘洋 赵娜

审校丨李娜 李玉乐

监制丨彭斌

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