类型b：

作者及机构
本文由Minghui Li（陆军军医大学西南医院/西南眼科医院）、Lixiong Gao（解放军总医院第三医学中心眼科）、Ling Zhao（中山大学中山眼科中心眼科学国家重点实验室）、Ting Zou和Haiwei Xu（陆军军医大学西南医院/西南眼科医院，视觉损伤与再生修复重庆市重点实验室）共同完成，通讯作者为Haiwei Xu。文章于2022年8月9日接受发表于期刊*Medicinal Research Reviews*（DOI: 10.1002/med.21922）。

主题
本文题为《迈向下一代血管化人类神经类器官》（”Toward the Next Generation of Vascularized Human Neural Organoids”），是一篇系统性综述，聚焦于血管化神经类器官（vascularized neural organoids, vNOs）的技术进展及其在中枢神经系统（CNS）发育、疾病建模和再生医学中的应用潜力。

主要观点与论据

1. 神经类器官的现状与局限性

神经类器官（NOs）通过人多能干细胞（hPSCs，包括胚胎干细胞hESCs和诱导多能干细胞hiPSCs）的三维（3D）培养技术模拟了人脑、视网膜等CNS组织的发育和疾病特征。然而，现有NOs存在以下关键缺陷：
- 缺乏血管网络：导致氧气和营养供应不足，限制类器官的成熟和复杂性。
- 细胞类型缺失：如小胶质细胞（microglia）和特定神经元亚型的缺失，影响免疫微环境和功能研究。
- 异质性与可重复性差：因自组织过程的随机性和培养条件（如Matrigel批次差异）导致类器官大小、形态和细胞架构不一致。
- 功能不成熟：突触整合和电生理特性未完全模拟体内神经组织。

支持证据：
- 研究显示，无血管的NOs在长期培养中出现中心坏死（如Lancaster et al., 2013）；
- 单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示NOs的转录组与体内组织存在差异（Velasco et al., 2019）。

2. 血管化对神经类器官的必要性

血管系统在CNS发育中不仅提供氧和营养，还通过以下机制调控神经发生：
- 结构支架作用：血管为神经元迁移提供路径（如GABA能神经元依赖血管分泌的SDF-1定向迁移）；
- 信号传导：内皮细胞（ECs）分泌的分子（如VEGF、Wnt7a/b、CXCL12）促进神经前体细胞（NPCs）增殖和分化；
- 血脑屏障（BBB）形成：血管周细胞和星形胶质细胞参与构建神经血管单元（NVU），维持CNS稳态。

支持证据：
- 小鼠研究表明，血管侵入皮层的时间与神经发生同步（James et al., 2009）；
- 血管化皮层类器官（vCOs）中神经元动作电位频率显著高于无血管类器官（Cakir et al., 2020）。

3. 血管化神经类器官的生成策略

文章详细评述了五种前沿技术：

（1）基因工程
- 方法：过表达内皮转录因子（如ETV2）或重编程因子（OCT4/SOX2/KLF4/c-MYC）诱导hPSCs分化为血管细胞。
- 案例：Cakir等通过ETV2过表达在类器官中形成血管样网络，并观察到BBB特征性紧密连接蛋白表达升高。

（2）多向分化
- 方法：在神经诱导培养基中添加VEGF、BMP4等因子，共分化中胚层（血管前体）和外胚层（神经前体）。
- 局限性：血管细胞比例和空间分布难以精确控制。

（3）共培养系统
- 方法：将hPSCs与内皮细胞（如HUVECs）或间充质祖细胞共培养，形成神经-血管组装体（assembloids）。
- 案例：Shi等（2020）通过共培养获得具有功能性突触的长期存活vCOs（>200天）。

（4）微流体与3D生物打印
- 方法：利用微流控芯片模拟血流剪切力，或3D打印可灌注血管网络模板。
- 优势：提高血管网络的生理相关性（如Homan et al., 2019的肾脏类器官模型）。

（5）体内移植
- 方法：将NOs移植至免疫缺陷小鼠脑内，宿主血管浸润类器官形成功能性连接。
- 证据：移植后类器官的神经元分化、轴突生长及突触电活动显著增强（Mansour et al., 2018）。

4. 应用前景与挑战

科学价值：
- 疾病建模：血管化NOs可模拟阿尔茨海默病、自闭症等神经退行性疾病的血管病理机制；
- 药物筛选：如抗Zika病毒药物测试（Qian et al., 2016）或视网膜毒性评估（Li et al., 2020）；
- 再生医学：血管化提升移植类器官的存活率和功能整合（如视网膜祖细胞治疗退行性眼病）。

现存挑战：
- 血管网络功能不全：体外生成的血管缺乏灌注能力；
- 细胞类型复杂性：需整合小胶质细胞和周细胞以模拟完整NVU；
- 标准化协议：需优化培养条件以减少批次差异。

论文的意义与价值

本文首次系统梳理了血管化神经类器官的技术路线，并提出整合多学科方法（如基因编辑、生物工程）是推动NOs迈向临床的关键。其核心贡献在于：
1. 技术指导性：为研究者选择血管化策略提供实验依据；
2. 理论创新性：强调神经-血管互作在类器官成熟中的核心地位；
3. 转化医学桥梁：为神经疾病治疗和器官移植提供新工具。

亮点：
- 涵盖脑类器官与视网膜类器官两大模型；
- 对比不同技术的优劣（如基因工程的精准性与共培养的简便性）；
- 提出“发育原则”是优化血管化设计的核心（如时空特异性血管生成因子调控）。