人腦包含大量神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞也稱神經(jīng)元(neuron)，數(shù)量約1000億個(gè)。每個(gè)神經(jīng)元與其他神經(jīng)元能形成約1000多個(gè)可相互聯(lián)系的突觸(synapse)。這些突觸在大腦形成了各式各樣、大大小小的信號(hào)傳導(dǎo)環(huán)路，而每個(gè)神經(jīng)元可能是多個(gè)環(huán)路的一部分。腦功能活動(dòng)是通過無數(shù)神經(jīng)元及其突觸所建立的紛繁復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞(neuroglial cell)有多種類型，包括少突膠質(zhì)細(xì)胞(oligodendrocytes)、星形膠質(zhì)細(xì)胞(astrocytes)、小膠質(zhì)細(xì)胞(microglia)、室管膜細(xì)胞(ependymal cells)、雪旺細(xì)胞(Schwann cells)和放射狀細(xì)胞(radial cells)，主要是對(duì)神經(jīng)元起支持、保護(hù)、營養(yǎng)和絕緣等作用，并參與神經(jīng)遞質(zhì)和活性物質(zhì)的代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的免疫過程 ^[1] 。腦通過對(duì)不同神經(jīng)元環(huán)路對(duì)信息進(jìn)行整合，并結(jié)合與之有關(guān)的觸覺、聽覺體驗(yàn)以及既往經(jīng)歷與記憶等，形成一個(gè)完整的知覺體驗(yàn)，確保人類行為和精神活動(dòng)的靈活性、穩(wěn)健性和功能多樣化。

        大約在20萬年前，現(xiàn)代人類大腦進(jìn)化成功時(shí)，腦神經(jīng)元排布和利用率比遠(yuǎn)古古人要高得多。最近1-1.5萬年間，人類大腦白質(zhì)和灰質(zhì)的比例還在進(jìn)一步進(jìn)化?，F(xiàn)代人類大腦容量、結(jié)構(gòu)和高級(jí)認(rèn)知功能，與其他靈長類動(dòng)物、嚙齒動(dòng)物間都已存在巨大差異。人腦高級(jí)功能的特殊性，加之文明社會(huì)的法規(guī)、醫(yī)學(xué)倫理學(xué)和條件限制，要想透徹理解神經(jīng)精神疾病的生物學(xué)基礎(chǔ)，還面臨重大技術(shù)挑站。

一、經(jīng)典人腦神經(jīng)精神疾病研究手段的缺陷

       迄今為止，科學(xué)界使用了一系列技術(shù)來研究腦部疾病，而每種方法都存在難以克服的缺點(diǎn)。

1.1 神經(jīng)病理學(xué)分析法

       人類遺體神經(jīng)病理學(xué)分析方法的運(yùn)用，幫助醫(yī)學(xué)界重新定義了許多腦部疾病的分類。如帕金森病患者腦組織中黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的丟失，在阿爾茨海默病患者腦組織中淀粉樣斑塊和神經(jīng)原纖維纏結(jié)沉積，在精神分裂癥患者的海馬體積縮小等。但神經(jīng)病理學(xué)觀察結(jié)果相當(dāng)于“反應(yīng)終點(diǎn)讀數(shù)”，對(duì)疾病機(jī)制的動(dòng)態(tài)過程了解有限。

1.2  動(dòng)物模型法

       處于不同進(jìn)化距離的哺乳動(dòng)物間，蛋白質(zhì)編碼基因相近。譬如，人類和黑猩猩進(jìn)化歷程不僅接近，體內(nèi)同源蛋白序列平均僅相差兩個(gè)氨基酸，還可有效模擬許多人類的認(rèn)知、行為和社會(huì)特征。但動(dòng)物資源來源有限約，也有悖于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)3R原則^［2］ 。

小鼠和人類的同源蛋白質(zhì)編碼序列雖然也有85%的相似性，對(duì)于用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模擬人因基因突變所致疾病固然有重要價(jià)值。但因嚙齒動(dòng)物則與人類之間基因組因進(jìn)化積累的巨大差異，對(duì)人類神經(jīng)精神疾病和人腦高級(jí)功能的模擬能力，則值得商榷。已有越來越多的研究證據(jù)，從多個(gè)維度證明了這一點(diǎn)。

       人類基因組中，只有不到2%的序列為蛋白質(zhì)編碼基因（外顯子)，其余的98.5 %都屬于非編碼序列（內(nèi)含子)。據(jù)報(bào)道，30多個(gè)億DNA堿基總計(jì)42611個(gè)基因中，僅20352個(gè)是潛在外顯子，其余22259個(gè)是均為內(nèi)含子 ^[3] 。而小鼠基因組總長約27億個(gè)堿基，蛋白編碼基因數(shù)量為22113 個(gè)^[4] 。只有40%的人類基因序列上與小鼠的參考基因一致。因此，人類基因組大，染色體長度長，蛋白編碼序列位點(diǎn)分散，非編碼序列平均長度更長，數(shù)量更多。而啟動(dòng)子、終止子、增強(qiáng)子等基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件就分布于廣袤的基因組非編碼區(qū)。

       人類細(xì)胞中基因組DNA序列，如完全展開將是長達(dá)2米核苷酸鏈。人類經(jīng)數(shù)百萬年進(jìn)化形成了復(fù)雜染色質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)，將基因組DNA鏈折疊壓縮約30萬倍成功地裝入直徑約5μm的細(xì)胞核。細(xì)胞在不同發(fā)育階段、功能狀態(tài)下能精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)相關(guān)基因的表達(dá)，執(zhí)行細(xì)胞生物學(xué)任務(wù)，關(guān)鍵就在于基因組精巧折疊的三維結(jié)構(gòu)以及動(dòng)態(tài)調(diào)整功能。而拓?fù)潢P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域（Topologically Associating Domains，TADs)則是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基本功能單位 ^[5] 。

       TADs為基因組中功能相對(duì)獨(dú)立的環(huán)狀染色質(zhì)區(qū)段，其內(nèi)部DNA存在密切的相互作用。TADs的中部一頭為蛋白編碼基因，另一頭為非編碼調(diào)控序列，而TADs的兩端是一對(duì)高度保守、方向相反的CCCTC序列。與CCCTC序列特異性結(jié)合、參與染色質(zhì)環(huán)(chromatin loop)架構(gòu)形成的是多功能轉(zhuǎn)錄因子——CCCTC結(jié)合因子（CCCTC binding factor, CTCF)或稱為CTCF蛋白。黏連蛋白或粘合素（cohesin)是一種環(huán)繞DNA分子的環(huán)狀大分子復(fù)合物，可與CTCF形成復(fù)合體發(fā)揮協(xié)同調(diào)控作用。根據(jù)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域形成理論——環(huán)擠壓模型（loop extrusion model)，黏連蛋白通過消耗ATP能夠在DNA上滑動(dòng)，直至遇到CTCF與DNA的結(jié)合所形成的“路障”而停止。黏連蛋白在滑動(dòng)時(shí)會(huì)將穿過的DNA外推擠成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)擠壓原理將DNA線條環(huán)化后，DNA鏈上原本直線距離較遠(yuǎn)的DNA片段，如增強(qiáng)子與調(diào)控基因的距離得以相互靠近而發(fā)生相互作用。增強(qiáng)子(enhancer)、沉默子(silencer)等順式作用元件通過與啟動(dòng)子(promoter)、轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor)結(jié)合，在TADs內(nèi)部完成基因表達(dá)的調(diào)控。TADs兩端的CTCF結(jié)合位點(diǎn)的分布距離決定了TADs中染色質(zhì)環(huán)的大小，即CTCF與黏連蛋白復(fù)合體位置確定了TADs的結(jié)構(gòu)邊界（domain boundary)。而在TADs邊界富集的cohesin和CTCF，則可阻隔不同TADs間增強(qiáng)子-啟動(dòng)子跨越TADs接觸，防止異?；虮磉_(dá)發(fā)生。以cohesin和CTCF為核心的TADs邊界具有絕緣作用，故稱為絕緣子(insulator)。

       TDAs由邊界元件和基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（transcription start site, TSS)等TDAs兩側(cè)的周圍基因組環(huán)境（genomic context)共同決定 ^[6] 。是CTCF結(jié)合位點(diǎn)側(cè)翼的序列而非核心基序決定了絕緣子阻隔增強(qiáng)子功能。研究表明，邊界區(qū)域CTCF位點(diǎn)反轉(zhuǎn)會(huì)引起TADs邊界漂移，形成新的TAD而影響基因表達(dá)^［5］。多個(gè)順式串聯(lián)的 CTCF 結(jié)合位點(diǎn)元件串聯(lián)，可提供比單個(gè)CTCF結(jié)合序列具有更強(qiáng)大的強(qiáng)絕緣效應(yīng) ^[7] 。因此，TADs邊界基因片段的缺失、插入、位點(diǎn)的突變等造成的基因環(huán)境差異，會(huì)改變TADs結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響基因轉(zhuǎn)錄。

       不同物種基因組大小，決定了染色體的總長度和基因組三維結(jié)構(gòu)，造成了TADs調(diào)控單元的物種間差異。對(duì)比人類、獼猴和小鼠的大腦，發(fā)現(xiàn)了超過1000個(gè)人類特異性染色質(zhì)環(huán)路。從人類、獼猴、狨猴和小鼠初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層中分離出的TADs邊界元件中，有3-6%是人類特有或偏向于人類。這些人類特異性TADs邊界序列可為轉(zhuǎn)錄因子創(chuàng)造新的結(jié)合位點(diǎn)，形成新的調(diào)控機(jī)制。物種基因組TADs結(jié)構(gòu)域塑造的基因表達(dá)調(diào)控差異，決定了個(gè)體和物種間的顯著差異。

       譬如，板下神經(jīng)元（subplate neurons, SPNs)是大腦皮層發(fā)育中最早出現(xiàn)的臨時(shí)神經(jīng)元之一，對(duì)丘腦-皮質(zhì)聽覺信息神經(jīng)回路的形成和可塑性起關(guān)鍵作用。人類胚胎通常是在孕期12周時(shí)發(fā)育出SPNs，而小鼠則是在胚胎發(fā)育第二周才出現(xiàn)。SPNs發(fā)育進(jìn)程中物種基因表達(dá)時(shí)間軸的不同步，正是TADs內(nèi)部差異化基因調(diào)控的結(jié)果 ^[8] 。

       另一個(gè)例子是人類加速進(jìn)化區(qū)(human accelerated regions，HARs)。HARs是指人類基因組中一些人類特異性的、高度保守DNA短片段。相比其他物種基因序列在漫長進(jìn)化過程中的保持高度保守性，人類這些區(qū)域在相對(duì)較短的進(jìn)化過程中卻積累了大量變異。HARs與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因的增強(qiáng)子和疾病相關(guān)基因座分布重疊 ^[9] 。因此，HARs被認(rèn)為是人類大腦發(fā)育、認(rèn)知力、語言和其他復(fù)雜行為等人類獨(dú)有生物學(xué)特征。

HARs和人類特異性TADs研究，都強(qiáng)調(diào)了非編碼區(qū)對(duì)人類基因表達(dá)調(diào)控的重要影響，是造成人類與其他物種相比在認(rèn)知能力和大腦結(jié)構(gòu)顯著差異的關(guān)鍵因素之一。

       其實(shí)，不單在DNA分子層面，大腦細(xì)胞表型也存在胞跨物種差異。對(duì)人類和小鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞的比較，確定了600多個(gè)人星形膠質(zhì)細(xì)胞中的差異表達(dá)基因。端腦（telencephalon)為人類大腦中最大、最發(fā)達(dá)的部分。小鼠和人類的成年大腦中，中間神經(jīng)元的組成類型與相對(duì)比例、分布和基因表達(dá)模式存在廣泛差異。在人腦中發(fā)現(xiàn)了兩種人特異的中間祖細(xì)胞 (intermediate progenitor, IPCs)類型，一群來源于尾神經(jīng)節(jié)隆起(caudal ganglionic eminences, CGE)的SCGN+CALB2+細(xì)胞，另一群來源于內(nèi)側(cè)神經(jīng)節(jié)隆起(Medial ganglionic eminences, MGE)的CRABP1+NKX2-1+細(xì)胞。這提示了人與小鼠在中間神經(jīng)元細(xì)胞類型多樣性上存在差異 ^[10] 。

       人類常見的重度抑郁癥(major depression disorder, MDD)、雙相情感障礙(bipolar disorder, BP)、精神分裂癥(schizophrenia, SZ)等精神疾病，以嚴(yán)重認(rèn)知、情緒和行為障礙為特征，被認(rèn)為是多個(gè)基因變異或表達(dá)異常的腦發(fā)育疾病。如，單一DISC1突變同時(shí)與自閉癥譜系障礙(ASD)、SZ、BP和MDD有關(guān)。人類神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為的復(fù)雜性，對(duì)用其他哺乳動(dòng)物來表征人類精神障礙構(gòu)成了重大限制 ^[11] 。當(dāng)然，通過基因編輯建立的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型在神經(jīng)精神病理學(xué)研究中依然是行之有效而寶貴的手段。

1.3 人類干細(xì)胞來源的細(xì)胞2D培養(yǎng)模型

       由于無法從人體直接獲取重度抑郁癥(MDD)等神經(jīng)精神疾病患者的腦活檢或培養(yǎng)原代神經(jīng)組織，采集患者來源的體細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室用經(jīng)典病毒載體導(dǎo)入法或小分子化合物誘導(dǎo)重編程方法轉(zhuǎn)化為人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(Human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)，隨后將iPSCs進(jìn)一步分化，可獲得如5-HT能神經(jīng)元、多巴胺能神經(jīng)元、GABA能中間神經(jīng)元(GABAergic interneurons, GINs)、脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等多種具有個(gè)體特異性遺傳背景的腦細(xì)胞譜系。目前，用hiPSCs來源的單層2D 體外神經(jīng)元培養(yǎng)物，可直接觀測(cè)神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)突生長、突觸發(fā)生成、基因轉(zhuǎn)錄、蛋白表達(dá)、神經(jīng)遞質(zhì)釋放和電生理特征，了解正常與異常神經(jīng)組織分化的機(jī)制和識(shí)別響應(yīng)給藥反應(yīng) ^[12] 。通過體外神經(jīng)組織分化建模和測(cè)定的方案，克服了動(dòng)物模型模擬神經(jīng)精神疾病方面的局限性，為研究BP、MDD等疾病的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制研究提供了極大便利 ^［1］ 。

       研究表明，與來自健康受試者成纖維細(xì)胞iPSCs來源的神經(jīng)元比，MDD患者iPSCs分化的神經(jīng)元除了生物能量和線粒體功能受損外，電生理特性也發(fā)生變化，表現(xiàn)為較低的膜電容、靜息膜電位和鈉電流，此外細(xì)胞更小，并有較高的自發(fā)活動(dòng)活性 ^[13] 。

       對(duì)抗抑郁藥選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（Selective Serotonin Reuptake Inhibitors，SSRIs)有效患者和健康對(duì)照者iPSCs分化的神經(jīng)元相比，SSRIs無反應(yīng)MDD患者iPSCs來源的前腦神經(jīng)元興奮性和對(duì)5-HT的反應(yīng)性更高、HTR2A和HTR7受體表達(dá)增加。阻斷這2種受體可抑制神經(jīng)元過度興奮 ^[14] 。SSRIs無反應(yīng)MDD患者iPSCs來源神經(jīng)元顯示神經(jīng)突觸更長 ^[15] 、皮層神經(jīng)元突觸連接減少及樹突棘數(shù)量和類型的損害，并出現(xiàn)NPPB、LRRC15、MICB、CHMP4C和ITGA2基因表達(dá)異常 ^[16] 。 SSRIs無反應(yīng)MDD患者iPSCs來源GINs也出現(xiàn)可塑性受損，具有更多神經(jīng)突分支，證實(shí)這些神經(jīng)元中 HTR2 的下調(diào)。而HTR2激動(dòng)劑曲唑酮治療可恢復(fù)GABA能神經(jīng)元的活性和神經(jīng)突分支異常 ^[17] 。

       對(duì)MDD患者iPSCs來源星形膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocytes)每48小時(shí)用5μM皮質(zhì)醇處理一次，連續(xù)給藥7次后， MDD患者iPSCs組星形膠質(zhì)細(xì)胞顯示出與GPCR結(jié)合配體、突觸信號(hào)傳導(dǎo)、離子穩(wěn)態(tài)和對(duì)皮質(zhì)醇慢性反應(yīng)有關(guān)的差異表達(dá)基因(DEGs)、呼吸速率、耗氧量、鈣含量、細(xì)胞大小和 ROS的變化 ^[18] 。

       MDD患者iPSC來源的神經(jīng)元祖細(xì)胞(neural progenitor cells, NPCs) 也顯示出氧消耗減少、質(zhì)子滲漏（proton leak)、細(xì)胞表面積減少、呼吸潛力下降等反映細(xì)胞線粒體功能和生物能量譜方面的異常出反應(yīng) ^[13] 。

       總之，MDD患者iPSCs來源的各種細(xì)胞存在不同程度的形態(tài)、電生理特性以及差異基因和蛋白質(zhì)表達(dá)方面的異常。

       傳統(tǒng)細(xì)胞2D培養(yǎng)物優(yōu)勢(shì)在于實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)、觀察和測(cè)試方法簡(jiǎn)便，可以大規(guī)模擴(kuò)增，適于高通量篩選測(cè)試。其主要缺點(diǎn)在于無法為不同腦區(qū)復(fù)制神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的復(fù)雜有機(jī)結(jié)構(gòu)，無法復(fù)制在體細(xì)胞的遷移、分化和細(xì)胞間相互作用模式。此外細(xì)胞工作壽命較短，無法有效模擬細(xì)胞發(fā)育成熟過程 ^[19] 。

二、人腦類器官技術(shù)開辟了神經(jīng)精神疾病研究突破的新途徑

       人腦類器官是由人類多能干細(xì)胞（human pluripotent stem cells, hPSCs)衍生的祖細(xì)胞、神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞等多種類型細(xì)胞自我擴(kuò)增、自我組裝生成的三維組織結(jié)構(gòu) ^[20] 。它是傳統(tǒng)二維(2D)細(xì)胞培養(yǎng)與新型細(xì)胞外基質(zhì)相結(jié)合的迭代技術(shù)，它復(fù)制了單層培養(yǎng)物中發(fā)生的大腦結(jié)構(gòu)和組織特征，模擬了生理性細(xì)胞間相互作用，如神經(jīng)元間連接的建立、神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生和突觸活動(dòng)等功能。與單層培養(yǎng)相比，類器官的優(yōu)勢(shì)是能夠在體外長時(shí)間維持，有利于細(xì)胞的發(fā)育。譬如，皮質(zhì)類器官中的星形膠質(zhì)細(xì)胞，在培養(yǎng) 9-10 個(gè)月后開始類似于出生后原代人類星形膠質(zhì)細(xì)胞。因此，類器官培養(yǎng)比2D細(xì)胞培養(yǎng)，更適合用于理解控制神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞成熟的機(jī)制和開發(fā)與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性變的人類細(xì)胞模型 ^[21] 。在細(xì)胞水平、體系結(jié)構(gòu)層面和釋放各種信號(hào)分子功能上，腦類器官對(duì)人類皮層在妊娠早期到中期的發(fā)育特征實(shí)現(xiàn)高度概括，成為具有復(fù)雜遺傳起源且難以在動(dòng)物中建模的人類疾病研究的寶貴工具 ^[22] 。

       遵循體內(nèi)發(fā)育軌跡，通過不同化學(xué)線索的時(shí)間定義模式，引導(dǎo)腦細(xì)胞定向分化，可生成具有不同腦區(qū)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)化學(xué)特性的區(qū)域特化類器官或大腦區(qū)域特異性類器官(brain region-specific organoids)。從2013年成功構(gòu)建腦類器官報(bào)道 ^[23]以來，已開發(fā)了大腦皮層（cortical organoid, 對(duì)TGFβ和WNT信號(hào)通路干預(yù))、海馬體和脈絡(luò)叢(Hippocampus and choroid plexus，對(duì)BMP和 WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的干預(yù))、神經(jīng)節(jié)隆起(Ganglionic eminence, SHH和WNT活性調(diào)控)、腹側(cè)前腦（激活SHH和WNT信號(hào)通路)、中腦(用 SHH或/和FGF8處理)及脊髓等與多種類型人腦類器官。

       精神疾病往往涉及多個(gè)大腦區(qū)域的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和相互作用。將不同區(qū)域特化類器官共培養(yǎng)，類器官的自我組裝功能，可構(gòu)建出包含2個(gè)、3個(gè)或更多大腦區(qū)域組成的復(fù)雜系統(tǒng)——類器官組裝體(Assembloids)，以模擬相關(guān)腦部疾病的跨區(qū)域相互作用，如細(xì)胞遷移、軸突投射和突觸形成，以及功能相互作用。皮質(zhì)-紋狀體間的單向軸突投射，丘腦-皮質(zhì)間軸突投射，可控制肌肉收縮的皮質(zhì)-脊髓-肌肉回路連接。具有更復(fù)雜細(xì)胞群組成、區(qū)域相互作用類器官組合開發(fā)和應(yīng)用，將推動(dòng)相關(guān)精神疾病的研究 ^[24] 。

       將腦類器官與hiPSC衍生的小膠質(zhì)細(xì)胞或巨噬細(xì)胞前體等非神經(jīng)元細(xì)胞共培養(yǎng)，生成共培養(yǎng)類器官（Co-cultured organoids)可實(shí)現(xiàn)類器官細(xì)胞組成和功能的多樣性。如神經(jīng)祖細(xì)胞和巨噬細(xì)胞祖細(xì)胞共培養(yǎng)可產(chǎn)生具有可控小膠質(zhì)細(xì)胞比例的皮質(zhì)類器官，可改善的突觸修剪、組織成熟度。將人干細(xì)胞與hETV2的細(xì)胞或人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)，可以產(chǎn)生具有血管樣結(jié)構(gòu)的皮質(zhì)類器官，提高類器官的持續(xù)培養(yǎng)時(shí)間。

       而類器官養(yǎng)技術(shù)與基因工程、基因組編輯、高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀遺傳學(xué)等新技術(shù)手段結(jié)合，充實(shí)了研究人腦發(fā)育和神經(jīng)精神疾病的工具箱 ^[25] 。

       當(dāng)然，腦類器官應(yīng)用仍處于起步階段，在構(gòu)建技術(shù)上還有諸多短板。有些技術(shù)缺陷，如工作壽命和靶器官仿真度，是當(dāng)前整個(gè)類器官技術(shù)研究領(lǐng)域普遍存（可參考：類器官實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為新質(zhì)生產(chǎn)力的現(xiàn)狀、困境和認(rèn)知誤區(qū)）的階段性難題。譬如，人腦類器官只能模仿胎兒或出生后早期大腦的發(fā)育階段，而非成熟大腦，這與多數(shù)精神疾病是出生后或成人階段發(fā)生的應(yīng)用背景不匹配。當(dāng)然，已有報(bào)道通過技術(shù)改進(jìn)，如采用腦切片 ^[26]、有氣液界面的培養(yǎng)環(huán)境 ^[27]、靶向多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的化合物組合干預(yù) ^[28] 或異種移植等方法，使類器官得以長期培養(yǎng)并維持穩(wěn)健，有利于加速其發(fā)育成熟進(jìn)程。其次，是腦類器還無法完全重現(xiàn)人類大腦真實(shí)組織結(jié)構(gòu)。如人皮質(zhì)類器官中還不具備成熟大腦皮質(zhì)內(nèi)部完全定義的六層結(jié)構(gòu)。第三，盡管出現(xiàn)了各種腦區(qū)域特異性類器官和組裝體方法，但組合體無法實(shí)現(xiàn)在不同區(qū)域之間產(chǎn)生平滑而連續(xù)內(nèi)在多區(qū)域發(fā)育過程，無法概括大腦區(qū)域發(fā)育過程中的神經(jīng)回路形成動(dòng)力學(xué)特征。還不適應(yīng)對(duì)內(nèi)源性多區(qū)域大腦的發(fā)育和相互作用以及疾病過程研究的要求。此外，選擇一個(gè)既可以調(diào)節(jié)人體全身功能活動(dòng)、自身又具有特殊復(fù)雜思維意識(shí)及行為決策功能特殊高級(jí)靶標(biāo)，腦類器官的構(gòu)建還有其特殊技術(shù)困難與不足。譬如，神經(jīng)元在漫長的發(fā)育過程中，存在外部信號(hào)依賴的調(diào)控，此間各種處理造成的細(xì)胞應(yīng)激上調(diào)，可能會(huì)阻礙細(xì)胞類型的定義。類器官生成過程常規(guī)使用的高濃度化學(xué)分子信號(hào)，也可能會(huì)掩蓋在某些病理?xiàng)l件下發(fā)育過程病理表型。因此，人們需要謹(jǐn)慎解釋來自類器官模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ^[25] ，以免稍有不慎而對(duì)科學(xué)界和公眾造成誤導(dǎo)。

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