体细胞重编程技术推动了干细胞研究的发展，将医学研究推进到“干细胞治疗”的时代。由赛默飞世尔推出的《干细胞“飞”凡有约系列访谈》，旨在从干细胞各研究应用领域的专家视角出发，探寻不同干细胞研究领域的最新发展趋势，助推科研发展之路。
在人体的众多器官中，大脑因其复杂的结构和功能一直是科学家研究的重点对象。来自多种神经系统疾病的挑战，更是加剧了科研人员对大脑研究的紧迫性。然而，体外大脑模型的欠缺限制了研究人员前进的脚步。脑类器官则为体外研究神经系统疾病提供了很好的实验模型。
为了更好地推动脑类器官的开发与应用，在赛默飞举办的《干细胞“飞”凡谈系列空中讲坛》第一期“iPSC和类器言技术前沿应用”中，我们特别邀请了上海科技大学的向阳飞研究员为大家带来了题为《脑区特异类器官技术与应用》的精彩报告。
向阳飞，上海科技大学生命科学与技术学院研究员，博士生导师，干细胞与神经生物学课题组PI，国家级人才计划（青年）、上海市人才计划获得者，中国神经科学学会发育与再生分会委员，Cell Press: STAR Protocols顾问委员。作为课题负责人参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委等项目。
向阳飞研究员作为上海科技大学干细胞与神经生物学课题组独立PI，长期从事脑类器官技术的开发及应用研究。主要研究内容包括基于人类多能干细胞的脑类器官系统开发，及其在人类神经系统发育、疾病以及药物发现中的应用。目前已在Cell Stem Cell、Nature Methods、Molecular Cell等国际顶级期刊发表了一系列研究论文。
在聆听了向阳飞研究员关于脑类器官构建方法、前沿技术及应用的30 分钟精彩演讲后，我们就脑类器官研究中的一些尚未解决的关键科学问题与向阳飞研究员进行了互动问答：
作为大脑类器官领域研究的专家， 我们非常想知道您觉得大脑类器官研究未来的发展目标是什么？
脑类器官技术发展的最终目的是更加准确、真实地模拟人类大脑或者其它神经系统单元。我在刚才的报告中也提到了可用于研究大脑的多种体外模型，如细胞系、原代细胞和干细胞二维分化等。这些模型发挥了重要作用，但同时也存在局限性，如细胞多样性、空间结构组织和复杂功能的缺失等问题。脑类器官技术的发展是为了解决这些问题，最终一步步贴近真实的大脑结构和功能，以更好地应用到神经系统疾病研究和药物开发等。朝着这个方向，脑类器官技术自身也还需要进一步发展。
目前全球研究大脑类器官的实验室很多，也产生的许多不同的技术方案， 您觉得目前哪种方案更具有优势一些？
关于这个问题，大家首先要思考为什么会产生不同的技术方案。在大脑类器官的发展历程中，从最初随机分化的全脑类器官，到针对特定脑区的类器官，再到模拟不同脑区间协作的多脑区类器官、血管化类器官等等，大家研究的需求和深度在不断变化，这也就导致了不同技术方案的产生。这些不同的技术方案从不同的切入点出发，解决了特定应用场景下的生物学问题。因此，能满足自己具体研究需求的技术方案才是最合适的。从另一个角度来说，不同的技术方案使得脑类器官这一年轻的研究领域更加活跃，也会帮助脑类器官技术进一步发展完善。
血管化缺失一直是限制类器官研究的一个关键问题，您觉得应当如何去解决这个问题呢？
针对血管化缺失问题，目前主要有体内、体外两种代表性解决方案。体内通过将脑类器官移植到动物如小鼠脑部，使在体血管侵入生长进脑类器官，从而实现脑类器官血管化。体外可通过与血管内皮细胞共培养，从而实现血管化。体外共培养也有不同的策略，比如与从组织分离的或从干细胞分化而来的血管内皮细胞共培养，通过特定转录因子如我们采用的ETV2在脑类器官中实现血管内皮细胞定向分化，或者将脑类器官与血管类器官进行融合等。如何进一步实现血管化的功能性，未来还需要进一步探索。
关于大脑类器官的应用也是大家很关心的。您觉得哪种神经疾病研究可能更有应用优势？
脑类器官已经被广泛应用到研究多种神经发育疾病、神经退行疾病、脑损伤、病原感染，脑肿瘤等等。很难说哪种疾病的应用更有优势，因为针对不同疾病的关注点也不一样。总的来说，由于脑类器官模拟的是胚胎脑发育，因此针对影响这个阶段的疾病研究比如表型呈现和机制阐释，会相对更便利一些。
最后，类器官研究经过10年的发展，您觉得未来更大的研究突破可能会在哪些方面？
对于脑类器官和许多其它类型的类器官来说，血管化是需要进一步探索的一个问题。针对大脑，如何开发更多精确重现脑区、核团特征的类器官，如何呈现更复杂的脑区间互作、不同发育系统间的互作等，也都是未来需要突破的方向。从应用角度来说，如何结合脑类器官的优势，解决一些关键医学问题，比如解析新冠感染、新药发现等，也是很重要的方面。
向阳飞研究员精彩的报告让我们对大脑类器官的技术发展和应用前景都有了更深层次的认识。作为类器官研究中的关键一环，大脑类器官的开发有效解决了大脑体外模型缺失问题，具有广泛的应用前景。
在下期《干细胞“飞”凡谈系列空中讲坛》中，我们还将邀请更多领域内专家共同分享干细胞与动物疾病模型的临床应用研究的精彩报告让**飞解析，解决大家研究过程中遇到的各种疑难问题！
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