干细胞技术在建模、分析疾病机制和开发潜在疗法方面有着广阔的前景。但直到最近，大多数干细胞技术都集中于特定干细胞衍生特定细胞类型群体，而不是某器官的全套细胞类型。类器官已经成为最新的3D 组织培养技术。类器官简单地定义为类似一个器官，可以在体外模拟多种组织器官结构。定义类器官要有几个重要特征。首先，它必须是包含一种以上细胞类型的器官模型；第二，它应该能展现一些特定于该器官的功能；第三，细胞应该类似于器官本身自组织。因此，类器官它应包含从干细胞或器官祖细胞发展而来的多种细胞类型，并通过细胞类型在有限的空间内自我组织，类似于体内器官发育形成的过程。
 

2013 年Lancaster等开发了一种源于人类多能干细胞的体外培养脑组织三维培养系统，多能干细胞有很强的自组织能力，能自组织形成类似于人脑的结构，她将其称为人脑类器官。Lancaster首先从 hi PSCs诱导产生神经拟胚体，培养第6天起改用神经诱导培养基，获取神经外胚层细胞。在培养第11天后将神经外胚层细胞嵌入基质胶液滴中，并改用分化培养基培养。基质胶能为更复杂的组织生长提供一个支架环境。4 天后将基质胶包裹的神经外胚层组织转移到旋转生物反应器内维持培养，并将培养基更换为含有维A的 B27这种培养方式的重点是不使用模式化生长因子，而是改善类器官的生长条件，并提供其发育所必需的环境。
 

该实验方案使得iPSCs 迅速发展并形成人脑类器官，只需要8-10天时间即可出现神经标志物，20-30天的时间即可形成特定的脑区，这些人脑类器官形成了各种区域，自组织为分离的但又能互相影响区域。此外，大脑皮层区域在早期阶段显示出类似于发育中的人脑的组织，而且存在相当多的外放射状胶质细胞。随着大脑皮层神经元继续发育成熟，形成了各种各样的椎体特征，并有适度的空间分离。类脑器官在培养2 个月时达到了最大尺寸，直径大约为4mm，但是组织学观察可以看到类器官的核心存在大量的细胞死亡的现象，人脑类器官中神经细胞沿着外周发育成不同的区域。
 

出自《血管化人脑类器官的构建及其功能研究》作者马亮。