五年养一“脑”：人脑类器官如何记录时间的流逝

人脑的发育与成熟需要将近二十年的时间——这在哺乳动物中是极为漫长的进程。我们如何在一个培养皿中研究如此缓慢的发育过程？2026年8月19日，哈佛大学Paola Arlotta教授团队在《Nature》上发表了一项里程碑式研究，给出了令人震撼的答案。 超长培养：五年，是此前纪录的三倍 研究团队通过优化培养条件，将人类大脑皮质类器官在体外培养了超过五年——这是迄今为止报道的最长培养时间，是此前纪录的近三倍。更关键的是，这些长期培养的类器官不仅存活了下来，还成功成熟，发展出类似出生后大脑的特征。 团队建立了涵盖16个时间点、42万余个细胞的类器官发育图谱，通过单细胞转录组、全基因组甲基化谱、结构和功能数据，构建了一幅跨越前所未有时长的发育与成熟全景图。 细胞“记住”了自己的年龄 研究最令人惊讶的发现来自一类被称为“嵌合类器官”的实验——团队将不同培养年龄的神经祖细胞混合在一起。结果发现，年长的祖细胞绕过了早期的发育阶段，在短短两周内就产生了通常需要两个月才能形成的成熟神经元类型。 这意味着什么？细胞不仅知道自己的“生物学年龄”，还记录了在培养皿中度过的“时间” ——它们携带着一种内在的“时间记忆”。全基因组甲基化分析进一步证实，类器官的表观基因组年龄与体外培养时间精确相关，并与体内表观遗传衰老过程平行。 从早期到成熟：类器官终于“长大”了 此前的人脑类器官研究大多仅持续数月，主要模拟胚胎期和围产期的早期发育阶段。而这项研究证明，类器官可以跨越这一局限，进入到晚期产前和出生后阶段。随着类器官“年龄”增长，它们逐渐获得了更成熟的基因表达模式、神经元类型和树突棘结构。 这为研究人类大脑发育中“物种特异性”的后天阶段——即那些无法在动物模型中研究的进程——打开了前所未有的窗口。 为什么重要 人类大脑的成熟速度远慢于大多数其他物种，皮层神经元需要数年才能达到完全成熟。这种缓慢的节奏被认为是由细胞内在的“时钟”所设定的，但其分子机制和功能意义长期以来难以研究。Arlotta团队的突破意味着：科学家现在可以在培养皿中追踪人类大脑从早期到成熟期的完整发育轨迹，研究那些此前只能在尸检组织中静态观察的进程。 正如《Nature》新闻与观点栏目所评论的，这些长寿类器官“为研究成熟脑细胞提供了未来的研究机遇”。 原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10877-x —— Faravelli, I., Antón-Bolaños, N., Wei, A. et al. “Human brain organoids record the passage of time over multiple years.” Nature (2026)