類器官技術(shù)在科學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)變革，為疾病模型建立、藥物測(cè)試及發(fā)育過(guò)程研究提供了全新平臺(tái)。盡管類器官并非人體器官的完全復(fù)制品，但它們能夠提供重要的生物學(xué)見(jiàn)解。

奧地利科學(xué)技術(shù)研究所（Institute of Science and Technology Austria，ISTA）Sandra Siegert教授團(tuán)隊(duì)近日在《Journal of Neuroinflammation》發(fā)表最新研究，介紹了一種新型腦類器官模型，該模型首次引入小膠質(zhì)細(xì)胞（microglia），能夠更準(zhǔn)確地模擬炎癥反應(yīng)及其治療過(guò)程。該研究揭示了胎兒神經(jīng)系統(tǒng)在風(fēng)疹（Rubella）等病毒感染下的應(yīng)激反應(yīng)，為藥物安全性測(cè)試，尤其是孕期藥物使用的研究，提供了重要參考。

小膠質(zhì)細(xì)胞：大腦的“巡邏者”

小膠質(zhì)細(xì)胞是人類大腦中的特殊細(xì)胞，它們就像一名細(xì)心的護(hù)林員，負(fù)責(zé)巡邏大腦環(huán)境，檢測(cè)病原體，并在發(fā)現(xiàn)感染時(shí)啟動(dòng)抗炎反應(yīng)，清除有害物質(zhì)。此外，小膠質(zhì)細(xì)胞還調(diào)控神經(jīng)元（neurons）的數(shù)量及其連接方式，確保成年后大腦功能的正常運(yùn)作。

Sandra Siegert教授的研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期關(guān)注小膠質(zhì)細(xì)胞在胚胎發(fā)育過(guò)程中與神經(jīng)元的相互作用，并利用腦類器官（brain organoids）技術(shù)探索其在大腦發(fā)育中的作用。

在該團(tuán)隊(duì)的最新研究中，他們首次在腦類器官中引入小膠質(zhì)細(xì)胞，并利用熒光標(biāo)記技術(shù)確認(rèn)了這些細(xì)胞成功整合到組織結(jié)構(gòu)中。Siegert回憶道：“當(dāng)我看到一個(gè)類器官中充滿了整合良好的小膠質(zhì)細(xì)胞，并觀察它們?nèi)绾畏植紩r(shí)，真的非常激動(dòng)?！?/p>

病毒感染如何影響胎兒大腦？

風(fēng)疹是一種常見(jiàn)的病毒感染，其典型癥狀是從面部開(kāi)始蔓延至全身的紅色小斑點(diǎn)。對(duì)于兒童和成人而言，風(fēng)疹通常表現(xiàn)溫和，但孕期感染可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的胎兒發(fā)育問(wèn)題。風(fēng)疹屬于“TORCH”感染（弓形蟲(chóng)病Toxoplasmosis、其他感染Others、風(fēng)疹Rubella、巨細(xì)胞病毒Cytomegalovirus、單純皰疹病毒Herpes simplex），這些病原體可通過(guò)母體傳染給胎兒，影響胎兒大腦發(fā)育，增加成年后罹患精神疾病（如精神分裂癥）的風(fēng)險(xiǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)為了模擬風(fēng)疹對(duì)胎兒大腦的影響，使用了一種可被識(shí)別為病毒成分的合成分子，并比較了含有小膠質(zhì)細(xì)胞與不含小膠質(zhì)細(xì)胞的腦類器官在病毒感染后的表現(xiàn)。

研究發(fā)現(xiàn)，病毒感染會(huì)干擾小膠質(zhì)細(xì)胞的功能，使其觸發(fā)異常的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致過(guò)量神經(jīng)元增殖。這可能影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的正常組裝，從而引發(fā)神經(jīng)發(fā)育缺陷。

Siegert解釋道：“我們發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有小膠質(zhì)細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)無(wú)法真實(shí)反映病毒感染對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的負(fù)面影響。因此，在研究炎癥相關(guān)神經(jīng)疾病時(shí)，腦類器官模型必須包含小膠質(zhì)細(xì)胞?！?/p>

孕期用藥的困境：布洛芬（Ibuprofen）是否安全？

目前，風(fēng)疹尚無(wú)特效抗病毒治療，常見(jiàn)的應(yīng)對(duì)方式是使用抗炎藥物，如布洛芬（Ibuprofen）。為了研究布洛芬對(duì)胎兒大腦的影響，團(tuán)隊(duì)向被病毒感染的腦類器官中加入該藥物，并觀察其作用。

結(jié)果表明，布洛芬能夠減輕炎癥介導(dǎo)的病理變化，并恢復(fù)神經(jīng)元的正常環(huán)境。這一作用的關(guān)鍵在于小膠質(zhì)細(xì)胞的存在，因?yàn)椴悸宸夷軌?strong data-start="1539" data-end="1561">抑制炎癥酶COX 1 和 COX 2，其中COX 1主要存在于小膠質(zhì)細(xì)胞中。

Siegert總結(jié)道：“我們的研究表明，在研究神經(jīng)炎癥及其藥物治療時(shí)，必須使用包含小膠質(zhì)細(xì)胞的腦類器官模型，否則關(guān)鍵影響可能會(huì)被忽略?！?/p>

然而，盡管布洛芬和對(duì)乙酰氨基酚（Paracetamol）等止痛藥被認(rèn)為對(duì)成人安全，它們?cè)谠袐D中的安全性尚未經(jīng)過(guò)充分測(cè)試。由于倫理問(wèn)題、成本因素及法律風(fēng)險(xiǎn)，許多藥物缺乏針對(duì)孕期使用的臨床試驗(yàn)，導(dǎo)致不少藥物被“非適應(yīng)癥使用”（off-label use）。

類器官研究的未來(lái)：更精準(zhǔn)的孕期藥物安全評(píng)估

Siegert團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新型腦類器官模型，為未來(lái)研究提供了重要工具。這一模型不僅能夠揭示病毒感染對(duì)胎兒大腦的影響，還可用于測(cè)試藥物的安全性，為孕期用藥提供更科學(xué)的依據(jù)。

隨著類器官技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一領(lǐng)域的研究將進(jìn)一步推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，助力孕期健康管理，降低胎兒神經(jīng)系統(tǒng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：Microglia determine an immune-challenged environment and facilitate ibuprofen action in human retinal organoids,?Journal of Neuroinflammation?(2025).?DOI: 10.1186/s12974-025-03366-x

編輯：王洪

排版：李麗