神经发生是中枢神经系统（CNS）中神经干细胞分化为神经元的过程，最初发生在胚胎发育期，称为神经发育或产前神经发生。神经发生伴随着出生持续到整个成年期，这一时期分别称为产后神经发生和成年神经发生，与产前神经发生有明显区别。在神经发育期，心室区外胚层来源的神经上皮细胞（VZ）伸长并生成哺乳动物中枢神经系统的原始神经干细胞，即径向胶质细胞（RGCs）。RGCs不仅能自我更新，还可以通过不对称分裂直接或间接产生神经元，从而在有丝分裂后形成一个自我更新的子细胞。

神经干细胞具有产生构成中枢神经系统的神经元和胶质细胞的能力，因此一直处于神经发育研究、神经疾病建模和再生医学的前沿。为了推动神经再生，开发有效获取神经干细胞的方法显得尤为关键。目前，有三种主要的方法可以获得神经干细胞（NSCs）：

• 从原始神经组织中分离，并添加碱性成纤维生长因子和表皮生长因子以诱导其增殖和自我更新。
• 通过多能诱导干细胞的分化来源，利用胚状体形成或单层培养来诱导分化。
• 通过直接诱导体细胞转分化，如与小分子联合使用，诱导特定转录因子的表达，或者通过小分子化合物组合进行化学转分化，结合生长因子与三维培养体系。

神经干细胞受到细胞外微环境（也称为干细胞巢）的影响，细胞因子和生长因子的生化信号，以及生物物理和机械诱因，都能调控神经干细胞的行为。这些信号可以用来调节相关的信号通路，在体外培养中决定神经细胞培养的结果。

神经发育和疾病建模的研究涵盖多种神经细胞的培养，具有不同程度的同质性和复杂性。非极化神经干细胞的二维单层培养是最基础的培养方法，适合高通量筛选应用。相比之下，神经节（二维结构）以及球状体和类器官等三维培养类型更为复杂，能够更好地模拟体内细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质的相互作用。然而，三维模型的挑战也不少，比如血管缺乏导致的细胞坏死和不同组织区域存在的重复性问题。

工程模型（包括支架技术和微流控芯片平台）的应用旨在模拟活体组织的微环境，从而促进神经网络的研究及神经疾病模型的建立。这进一步推动了神经干细胞的研究发展。生物物理因素，如细胞外基质的硬度和机械牵张，对神经干细胞的发育有显著影响。硬质凝胶有助于神经干细胞转化为胶质细胞，而柔软的多孔性凝胶则更有利于其向神经元的分化及细胞迁移。

在神经研究的最新进展中，生物打印作为3D打印的分支，可以自动精确地排列细胞、细胞外基质和信号因子，形成复杂结构的活组织。通过适当的分化信号进行神经干细胞的生物打印，不仅可以克服再生障碍，还能够形成与天然神经组织更为相似的人工神经组织。

神经干细胞能够分泌可溶性神经营养因子并分化为多种神经细胞类型，使其成为神经再生和治疗中枢神经系统相关疾病的一个前景广阔的工具。神经干细胞的移植已在阿尔茨海默氏症、肌萎缩性侧索硬化症（ALS）、亨廷顿病、帕金森病（PD）及脊髓损伤、中风、创伤性脑损伤、癫痫和脑瘫等多个动物模型中显示出有效性。

尽管神经干细胞的移植和神经元的治疗应用面临诸多挑战，包括同种细胞来源匮乏、移植细胞存活率低、细胞分化差以及轴突生长不良，但将机械和生物化学参数结合应用于生物工程材料支架的空间结构设计，或将为神经干细胞和神经元的治疗应用带来希望。

识别和鉴定各种类型的神经细胞是神经干细胞与神经发育研究的重要方法之一。通过在神经发生过程中不同细胞表达的神经谱系标记物，如DNA、RNA或蛋白质标签，能够实现这一目标。如需了解相关资料，欢迎通过电话联系：17714680518（微信同号）。