如何通過微流控技術(shù)進一步改善人腦類器官血管化

由于大腦錯綜復(fù)雜的細(xì)胞組成和結(jié)構(gòu)，在體外建立人類大腦模型長久以來都是一項極具挑戰(zhàn)性的工作。近年來涌現(xiàn)出多種構(gòu)建人腦類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造血腦屏障微環(huán)境，使得人腦類器官更加貼近于人體的真實情況。

近日，香港科技大學(xué)吳若昊教授團隊發(fā)表一篇重要文獻綜述，文中重點描述了現(xiàn)存人腦類器官模型血管化的方法及如何通過微流控技術(shù)進一步改善人腦類器官血管化進程。該綜述以“Vascularized human brain organoid on-chip”為題，發(fā)表在英國皇家學(xué)會期刊Lab on Chip上。

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

用于模擬生理條件的血管化腦類器官微環(huán)境芯片

在總結(jié)該領(lǐng)域階段性成果之后，該文著重對如何在微流控芯片上構(gòu)建契合人體真實環(huán)境的人腦類器官微環(huán)境進行了論述，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)和機械應(yīng)力等。最后，該綜述簡明扼要地提出了人腦類器官未來的發(fā)展方向和潛在的挑戰(zhàn)。

血管化腦類器官芯片的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向

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

審核編輯：劉清