人脑类器官及类组装体在神经系统发育异常中的前景与展望

1. 神经管缺陷

神经管缺陷（neural tube defects，NTDs）是在早期胚胎发生过程中因神经管闭合失败导致的严重先天性出生缺陷。NTDs 的发病机制很复杂，包括诸多遗传因素和环境因素，即使经过数十年研究仍未完全了解。由于研究人类胚胎发育时神经管的体内形成在伦理上是不可能的，研究者缺乏合适的模型对神经管闭合过程进行深入探究，这也是NTDs研究面临的巨大挑战。源于hPSC的3D人脑类器官为研究人员提供了体外探索组织分化及神经管动态发育过程的模型。用于研究人类神经管发育和发病的人脑类器官模型也被称为神经管类器官。研究人员首先发现在体外培养过程中，神经管类器官能够模仿体内神经管发生中的极性特征、背-腹轴、前-后轴等。生物芯片及微流控设备的使用，使得神经管类器官的发生更加完整，单细胞测序方法又进一步证实了这些类器官遵循与胚胎相似的逐步基因调控。