脑类器官体内移植模型中功能性血管网络的整合机制研究2025-04-25 08:55:40
尽管在体外通过生物自组织或利用组织工程技术能够在脑类器官中形成管状血管网络,但仍缺乏真实的血液微环境及血流灌注,因此,一些研究团队将脑类器官移植到免疫缺陷动物血运丰富的组织中,利用宿主血管侵入到脑类器官中形成具有真实血流灌注的功能性血管网络。2018年,Mansour等首次将人脑类器官移植到免疫缺陷小鼠压后皮质中,宿主血管能够侵入移植物并生长延伸,形成具有活跃血流灌注的功能性血管网络。该血管网络可以长期存在并维持类器官移植物在体存活超过200d,明显减少了移植物内部凋亡细胞数量,并促进其神经分化和功能成熟。随后,一些研究小组在体外构建血管化脑类器官的基础上也进一步将预血管化的脑类器官移植到免疫缺陷鼠中。Shi等将HUVECs构建的血管化脑类器官移植到免疫缺陷小鼠的感觉皮层,研究表明血管化脑类器官中的内皮细胞可以整合到宿主的血管中,并形成新的有血液流动的功能性血管网络,同时减少了移植物的细胞凋亡。类似地,Cakir等将ETV2过表达构建的血管化类器官移植到宿主后肢皮下区域,葡聚糖灌注结果显示ETV2诱导的内皮细胞支持功能性的血管系统形成,其功能性脉管系统与小鼠脉管系统相连。
近年来,基于在体血管微环境滋养移植物生长发育,研究者们还实现了更真实的疾病模型构建以及移植物与宿主神经环路整合的探究。Daviaud等将脑类器官移植到小鼠的前顶叶皮层也观察到宿主血管侵入脑类器官的周围和中心。Revah等将脑类器官移植到新生无胸腺大鼠的感觉皮层中,还原了蒂莫西综合征患者的疾病表型,这是在体外培养中未观察到的,他们还进一步发现类器官移植物能够参与到宿主的感觉功能环路中。此外,Jgamadze等将脑类器官移植到免疫抑制大鼠视觉皮层后,在宿主血管滋养下,脑类器官能够与宿主的视觉环路建立连接,并对闪光灯等视觉刺激做出反应。
出自《血管化脑类器官的构建策略和挑战》作者:陈梦梦 胡楠 鲍双庆 .