在最近发表在《细胞》杂志上的一项研究中，研究人员建立了胎儿脑类器官(FeBOs)作为脑癌建模的多功能平台。

　　人体类器官是来源于干细胞的三维结构，与真实组织非常相似，因此能够研究健康和疾病方面的人类生物学。类器官可以来源于多能干细胞(PSCs)或组织干细胞(TSCs)。

　　PSC类器官复制发育阶段，而来自成人或胎儿组织的TSC类器官利用人体的再生能力。综上所述，这些类器官模型为发育途径、组织特异性功能和疾病状态提供了新的见解。

　　传统上依赖于动物模型的大脑发育研究受益于人类衍生的3D脑类器官的使用。然而，这些类器官在模仿人类大脑发育的独特特征方面存在挑战，例如复杂的扩张和分化。

　　需要进一步的研究来优化和增强FeBOs的表征、神经元规格、电生理特性、开发更精细的成熟方案，以及探索它们的区域特异性反应和细胞结构。

　　在本研究中，研究人员研究了胎儿脑组织中人脑类器官的发育，重点关注神经发生早期到中期。15孕周以内的生物组织被切成小块以保存组织结构。这些片段在无血清和细胞外基质(ECM)的培养基中培养，并添加生长因子，最终形成FeBOs。

　　FeBOs的培养成功率高达95%以上，传代可靠，同时在不同细胞系和供体间的扩增和形态一致。在8个月的时间里，这些类器官的生物量显著增长了1.5万倍。

　　利用神经发育标志物分析FeBOs的细胞组成。为此，FeBOs由丰富的神经干/祖细胞和神经细胞组成，包括外放射状胶质细胞群，这是一种在灵长类动物中富集的细胞类型。

　　透射电子显微镜(TEM)证实FeBOs中存在神经突和轴突等神经组织特征，微管存在。此外，慢病毒感染研究支持这些类器官正在进行的神经发生。转录组学表征显示缺乏非神经外胚层标记物，证实了FeBOs的神经外胚层特异性。

　　区域特异性febo是由不同的大脑区域产生的，这些区域表现出不同的细胞组成，反映了它们的起源区域。为此，对原始组织片段进行定量聚合酶链反应(qPCR)检测，证实由于叉头盒G1 (FOXG1+)的表达，大多数组织起源于远端脑区。

　　分别在FeBOs的背侧和腹侧前脑标记物中，通过空气门同源盒1 (EMX1+)和配对盒6蛋白(PAX6+)在背侧片段中的表达，以及前脑片段中无远端同源盒2 (DLX2+)、GS同源盒2 (GSX2+)和NK2同源盒1 (NKX2-1+)的表达来鉴定。我们评估了长期培养的稳定性，并在FeBOs中观察到一定程度的逐渐成熟。

　　研究了不同培养条件对FeBO成熟的影响。更具体地说，通过提取某些生长因子和添加基底膜提取物来改变体外环境，减缓了细胞的扩张，并诱导了表明神经元成熟的基因表达的变化。成熟FeBOs表现出神经元标记物表达增加和某些干细胞标记物表达减少。

　　对比分析显示，FeBOs的细胞外基质(ECM)特征与发育中的人类脑组织非常相似。同样，蛋白质组学分析证实了FeBO ECM成分与人类胎儿脑组织的相似性，从而将这些类器官与psc衍生的3D脑模型区分开来。

　　研究结果表明FeBOs可以作为脑癌建模的通用平台。通过聚集规律间隔短回文重复序列(CRISPR)编辑，引入了与脑部疾病和癌症相关的突变，随后导致细胞行为和对药物反应的可观察变化。这些突变FeBOs，特别是三重敲除系，被用于突变药物敏感性试验，显示出可扩展和可重复的脑癌模型的潜力。

　　在目前的研究中产生的FeBOs类似于人类胎儿大脑的各个方面，包括它们的细胞多样性和转录谱。与psc衍生的大脑模型相比，FeBO不能自然发展到后期发展阶段，因此研究人员有机会产生具有强大细胞异质性的可再生FeBO类器官系，可以选择性地成熟用于特定研究。