综述：神经细胞培养系统的研究进展

这篇综述系统梳理了神经细胞培养技术从二维（2D）到四维（4D）的演进，重点探讨了多维培养系统在模拟体内神经微环境（如细胞互作、生化/生物力学特性）中的优势与挑战，为神经疾病（如神经元损伤）的体外（in vitro）研究提供了技术路线参考。

　　

多维培养系统的技术演进

神经细胞培养系统已从传统二维（2D）单层培养发展为三维（3D）类器官和四维（4D）动态培养。2D系统虽操作简便，但难以模拟体内神经组织的立体结构与细胞间通讯（cell-cell communication）。3D系统通过水凝胶支架或悬浮培养构建了更接近生理状态的微环境，而4D系统进一步引入时间维度，可模拟发育或病变过程中的动态重塑（remodeling）。

关键技术瓶颈

当前3D/4D系统仍面临氧分压梯度、代谢废物清除等微环境调控难题。例如，类器官核心区域常出现坏死，这与体内血脑屏障（BBB）的缺失直接相关。此外，神经元突触的可塑性（synaptic plasticity）在体外难以长期维持，限制了神经环路功能的研究。

疾病建模应用

在阿尔茨海默病（AD）研究中，3D培养能更好模拟β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块的空间分布；帕金森病（PD）模型则通过多巴胺能神经元共培养再现了黑质-纹状体通路特征。4D系统甚至可追踪α-突触核蛋白（α-synuclein）病理蛋白的扩散过程。

未来发展方向

微流控芯片（microfluidic chip）与生物打印（bioprinting）技术的结合，或将实现血管化神经组织的构建。人工智能辅助的图像分析有望破解神经突触动态连接的时空密码。值得注意的是，4D培养中机械力刺激（如剪切力）对少突胶质细胞（oligodendrocyte）分化的影响仍是待解谜题。