单细胞RNA测序，揭示不同血管化策略对大脑类器官的影响

近日，早稻田大学的研究人员在 BMC Biology 期刊发表了题为：Integrative single-cell RNA-seq analysis of vascularized cerebral organoids 的研究论文。

该论文进行了一项全面调查，系统分析和比较了大脑类器官血管化的各种策略，强调了当前人大脑类器官血管化策略的挑战，并为未来血管化类器官的制造提供了基准。

目前已经开发出多种策略在人大脑类器官中生成功能性血管，这些策略可以大致分为三类：1）与中胚层祖细胞共分化；2）与内皮细胞共培养；3）将不同的类器官/球状体组装融合。

通过对单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据的综合比较，该研究评估了使用不同方法创建的各种血管化人大脑类器官，然后结合人胎脑数据分析这些数据集。这项研究概述了各种血管化技术对这些大脑类器官中细胞类型分化和神经元和血管细胞转录组谱的影响。

该研究发现，无论采用哪种血管化策略，血管化的大脑类器官都比非血管化的大类器官更接近人胎脑的基因表达谱。他们还发现，血管诱导对神经元和血管样细胞群具有转录组学效应。人胎脑的血管细胞显示了所有标志基因的表达，但各种血管化和血管类器官的表达谱不足。此外，这种表达谱被发现依赖于不同的血管化策略。

不同的血管化策略会导致不同程度的异质性

该研究还揭示了血管样细胞和神经元之间的相互作用的重要性，以便血管发展其大脑血管特异性特征，以执行大脑的血管功能，例如血脑屏障。

总的来说，该研究整合了多个血管化大脑类器官以及人胎脑的单细胞RNA测序数据，并评估了不同血管化策略依赖性和培养天数依赖性对神经元和血管细胞的细胞组成和转录组谱的影响。揭示了多种血管化策略的相似性和独特性，并展示了血管诱导对神经元和中胚层样细胞群的转录组学影响。此外，这些数据表明，神经元和中胚层样细胞群之间的相互作用对于内皮样细胞的大脑血管特异性特征非常重要。

在这些发现的未来应用方面，研究团队表示，这些发现有助于提供更真实的具有血管系统的人类大脑模型。这不仅有助于更好地理解人类大脑，还有助于加速对各种大脑疾病的研究，并实现更准确的药物筛选。

血管化的大脑类器官不太可能发生细胞死亡，因此被认为是未来大脑研究的标准。这项研究对于未来血管化类器官的制造至关重要，有望开发出更高保真的血管化类器官。