脑类器官区域特异性在缺血性脑卒中建模和药物开发中的应用OA

背景:脑类器官技术构建及在缺血性脑卒中的应用是近年新型的研究热点。啮齿动物的大脑解剖结构和功能组织与人类大脑存在明显差异,决定了它们不能完全模仿人类大脑的生理、病理和解剖特征。同时,在临床上获取患者脑组织样本存在伦理问题,因此脑类器官在缺血性脑卒中研究中的重要意义在于可替代临床脑组织和动物模型构建更贴合人脑组织的体外研究模型,在疾病机制建模和药物开发中具有重要价值。目的:对现阶段脑类器官的区域特异性研究进行综述总结,为脑类器官在缺血性脑卒中建模和药物开发中的应用提供新的技术手段和研究策略。方法:通过中国知网和PubMed数据库进行有关类器官及缺血性脑卒中的文献检索,检索时限为各数据库建库至2025年5月,中文检索词为“缺血性脑卒中、脑卒中、类器官、缺血再灌注损伤、糖氧剥夺/复氧、前脑类器官、海马类器官、丘脑类器官、中脑类器官”,英文检索词为“ischemic stroke,stroke,organoids,oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,middle cerebral artery occlusion,forebrain organoids,hippocampal organoids,thalamic organoids,midbrain organoids”。所有检索文献为研究原著和相关综述,最终共筛选98篇文献进行分析总结。结果与结论:①背侧前脑类器官模拟皮质神经上皮,分化成星形胶质细胞、兴奋性神经元和少突胶质细胞等神经细胞,腹侧前脑类器官模仿神经节隆起,发育为基底神经节和纹状体,表现出广泛的神经元迁移并保持γ-氨基丁酸能特性;②人诱导多能干细胞产生的海马类器官移植可与小鼠海马体神经回路功能整合,接受兴奋性输入,形成具有突触连接的神经元网格;③丘脑/下丘脑类器官模拟人类下丘脑弓状核的发育、细胞多样性并探究多巴胺能神经元特异性;④中脑类器官广泛应用于帕金森病的建模、基因编辑和药物开发的研究中;⑤糖氧剥夺可诱导脑类器官体外模拟缺血性脑卒中,进而通过凋亡、坏死性凋亡、自噬和铁死亡等死亡途径参与神经损伤;糖氧剥夺处理后的脑类器官基因表达谱发生显著变化;应用鼠尾草酸等神经保护药物或在大脑中动脉闭塞大鼠体内移植脑类器官可改善大鼠的神经功能损伤,减少梗死体积,在移植再生医学领域发挥重要作用。