大脑类器官是三维的、体外培养的大脑，模仿人脑的活动。它们已成为理解进化、疾病发病机制和神经发育过程的宝贵工具。然而，这些类器官的开发仍处于初级阶段，存在一些限制，阻碍了其广泛应用。一个主要障碍是缺乏功能性脉管系统，该功能性脉管系统可以限制类器官的大小、引发细胞亡并阻止类器官中的细胞分化。

为了解决这个问题，人们开发了多种旨在使人类大脑类器官血管化的策略。

最近，早稻田大学先端科学与工程研究生院的助理教授 Kosuke Kataoka 与合著者 Yuya Sato 和 Toru Asahi 一起，对脑类器官血管化的各种策略进行了全面研究。 他们的研究于 2023 年 11 月 9 日在线发表在 BMC Biology 上。Kataoka 说，“< a i=4>已经提出了几种在脑类器官中构建功能性血管系统的策略，但是，以前没有对这些策略进行综合比较研究。因此，每种血管化策略的特点和问题尚未得到准确表征。”

通过对单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 数据的综合比较，该研究评估了使用不同方法创建的各种血管化人类大脑类器官，然后结合胎儿大脑数据对这些数据集进行了分析。这项研究概述了各种血管化技术对细胞类型分化以及这些类器官中神经元和血管细胞转录组谱的影响。

据观察，所有血管化方案都提高了大多数细胞类型的相关值。 “这一发现表明，无论实验方案类型如何，血管化脑类器官比非血管化类器官表现出更接近胎儿人脑的基因表达谱，”片冈解释道。

他们还发现血管诱导对神经元和血管样细胞群具有转录组效应。胎儿大脑的血管细胞显示出所有标记基因的表达，但各种血管化和血管类器官的表达谱不足。此外，发现这种表达谱依赖于血管化策略。

该研究还揭示了血管样细胞和神经元之间的相互作用对于血管发展其脑血管特异性特征以执行其大脑特有的脉管系统功能(如血脑屏障)的重要性。

扩展这些研究结果的未来应用，片冈说，“我们的研究结果可能有助于提供更真实的带有血管的人脑模型。这不仅有助于更好地了解人脑，也有助于加速各种脑部疾病的研究，并实现更准确的药物筛选。”

血管化的大脑类器官不太可能发生细胞亡，因此被认为成为未来大脑研究的标准。

目前的研究对于未来血管化类器官的制造至关重要。希望开发出具有更高保真度的血管类器官。