目前在研究大脑发育和相关疾病时，最广泛使用的小鼠模型与人脑之间存在很多差异，涵盖了大小、结构和细胞间的相互作用等多个方面。相对而言，人脑类器官源自人体的自组织，能够更真实地模拟人脑的结构和功能。自2013年Madeline A. Lancaster等人首次开发以来，脑类器官已成为系统性研究大脑皮层各个区域（如海马体、中脑、丘脑、下丘脑、小脑等）发育特征的重要模型。随着相关研究的迅猛发展，2024年12月12日，美国南加州大学洛杉矶分校与英国剑桥大学的研究团队联合在Nature的子刊《Nature Reviews Molecular Cell Biology》上发表了名为“Modelling human brain development and disease with organoids”的重要综述，系统阐述了脑类器官的研究现状及应用场景。

在这项研究中，作者回顾了多种优化人脑类器官生理相关性的方法，并总结了脑类器官的应用场景及研究进展。此外，在讨论过程中，作者对脑类器官所面临的社会伦理问题进行了提醒，并指出了当前研究中的挑战以及未来的发展方向。

除了神经元之外，胶质细胞如星形胶质细胞和少突胶质细胞在大脑发育中扮演着重要角色。澳大利亚和韩国的科学家们已经通过添加肝细胞生长因子（HGF）、胰岛素生长因子（IGF）等，成功将成熟少突胶质细胞的培养时间从原本的100天缩短到约40天。此外，非外胚层细胞（如来自中胚层的小胶质细胞）对捕获大脑发育与病理学的复杂性也是至关重要的，而神经血管网络是准确模拟大脑后期发育的核心要素。

脑类器官的主要应用在于模拟多种脑部疾病，从而提供机制探索、毒性测试和药物筛选的体外平台。许多使用脑类器官模型获得重要突破的病症实例表明，例如，无脑回畸形综合征（MDS）相关研究提示N-钙粘蛋白-β-catenin/WNT信号通路的破坏可能是主要病因之一。在神经发育障碍领域，患者来源的皮质类器官已用于研究自闭症谱系障碍（ASD）的病因，并挖掘到包括FOXG1在内的多种关键基因表现出差异性表达。

在伦理与道德层面，作者提醒需要保持审慎态度。首先，干细胞的获取必须经过捐赠者的书面同意，确保捐赠者充分理解样本的使用方式。同时，需要严格定义脑类器官的意识状态，明确其尚未达到人脑的复杂程度，因而在科学传播时，应避免使用可能误导公众的术语。此外，脑类器官来源的样本库目前缺乏多样性，确保人种、地域、文化等多样性对全面理解人类健康及疾病的异质性至关重要。

总之，本文提供了从技术到应用的全面生态路线图，为希望深入了解脑类器官领域的研究者提供了重要的指导。展望未来，作者强调脑类器官技术的改进应集中在促进神经元成熟、强化脑区间的连接和形成功能性脑回路上。此外，对于终极目标，在未来几年，关于脑类器官与其他身体区域的类器官之间复杂相互作用的研究将受到更多关注，以探索健康与疾病状态下各器官之间的影响。

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