神经发生是指中枢神经系统（CNS）中神经干细胞分化为神经元的过程。这个过程最初发生在胚胎发育时期，被称为神经发育或产前神经发生。神经发生会伴随出生持续到整个成年期，这一阶段被称为产后神经发生和成年神经发生，与产前神经发生具有明显不同的特征。在神经发育期间，心室区外胚层来源的神经上皮细胞（VZ）会延伸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不仅能够自我更新，还能通过不对称分裂直接或间接产生神经元，形成自我更新的子细胞。

神经干细胞具有生成构成中枢神经系统的神经元和胶质细胞的能力，因此它们在神经发育研究、神经疾病建模和再生医学领域一直处于前沿。正因如此，开发有效获取神经干细胞的方法显得尤为重要。目前，已经明确了三种主要的获取神经干细胞的方法：1. 从原始神经组织中分离，并加入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；2. 通过多能诱导干细胞的分化源进行胚状体形成或单层培养诱导；3. 通过小分子联合使用或化学转分化来直接诱导体细胞转分化。

神经干细胞受到细胞外微环境（亦称干细胞巢）的影响较大。在细胞因子和生长因子介导的生化信号下，接近成熟的神经细胞能够密切调控神经干细胞并引导其行为。这些调控信号和小分子可用于调节相关的信号通路，适用于体外培养，进而决定神经细胞培养的结果。

神经发育和疾病建模的研究涉及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简单的培养方法，因其相对同质性和有限的分化潜能，适合高通量筛选应用。相比之下，神经节（一种二维结构）复杂度更高，而球状体和类器官作为更复杂的三维培养类型，能够更好地模拟细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质（EMC）在体内的相互作用。然而，某些类型的神经细胞，例如小胶质细胞，目前在类器官培养中尚未被发现。尽管三维组织模型为研究人类大脑发育和疾病提供了良好的平台，但这种模型也面临一些挑战，特别是因为缺乏足够的血管导致细胞坏死，限制了组织的生长。

为了推动神经干细胞研究，工程模型如支架技术和微流控芯片平台的应用，旨在模拟活体组织和工程合成的微环境，使研究神经网络形成和神经疾病模型的建立成为可能。生物物理方面，如细胞外基质的硬度和机械牵张，显著影响神经干细胞的发育。较硬的凝胶有助于促进神经干细胞向胶质细胞分化，而更软、多孔的凝胶则能促进其向神经元细胞分化并介导细胞迁移。将细胞生物学模型与工程模型结合，有望改善组织结构和再生能力。

神经科学研究的新进展是生物打印技术，这是3D打印的一个分支，能够自动精确排列细胞、细胞外基质和信号因子，形成具有复杂结构的活组织。通过使用适当的分化信号对神经干细胞进行生物打印，可以克服再生障碍，生成细胞排列复杂、与天然神经组织更相似的人工神经组织，从而在神经再生和治疗中枢神经系统相关疾病的过程中展现出广阔的应用前景。值得注意的是，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，使其成为神经再生以及治疗多种神经退行性疾病的重要工具。

神经干细胞（NSCs）移植已在多种神经退行性疾病的动物模型中显示出有效性，例如阿尔茨海默氏症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）、亨廷顿病和帕金森病（PD），以及脊髓损伤模型、中风、创伤性脑损伤、癫痫和脑瘫等。尽管NSC移植和神经元的治疗应用面临同种细胞来源缺乏、移植细胞存活率低、细胞分化不良及轴突生长不良等巨大挑战，应用机械和生物化学参数于生物工程材料的支架，有望推动神经干细胞和神经元在治疗性移植中的应用。

神经干细胞和神经发育研究的重要方法之一是如何识别和鉴定各种类型的神经细胞。这可以通过利用神经发生过程中不同细胞表达的神经谱系标记物来实现，标记物包括DNA、RNA或蛋白质标签。对于需要获取相关资料的读者，欢迎通过电话联系17714680518（微信同号），获取更多信息和资源。