为什么类器官这么火，你真的了解它吗？

类器官简介：

类器官是细胞的三维组装体，与来源组织和器官高度相似，这一切都可以在实验室中完成。类器官可以说是神奇的

“多面手”，它能够让我们更好地理解生物发育，同时帮助我们治愈疾病。有了类器官，研究人员可以深入观察人体的变化、检验药物的功能以及发展实验室层面的再生治疗法。

类器官的优势

类器官拥有自我更新能力，能维持来源组织的生理结构和功能，享有“培养皿中的微器官”之称。利用干细胞的自我更新、分化能力以及自我组织能力，类器官可冷冻保存用作生物库，也能无限扩增。类器官高度复杂，相对于2D细胞，更接近于体内状态。

和传统的二维培养模型相比，类器官具有以下优势：

·它更接近来源细胞的组成和行为；

·它有更稳定的基因组；

·它更适合于生物转染；

·它更适于高通量筛选。

 

类器官（organoids）的最大优势在于它们本质上是来源于患者本身，它们能够长到直径大约1mm，在外形上类似于患者肿瘤，而且具有很多相同的分子和遗传特征。重要的是，随着时间的推移，它们会产生遗传变化，这一现象被称作克隆进化（clonalevolution），克隆进化是肿瘤进展和耐药性的一个主要的促进因素。

 

类器官的应用：

类器官的应用可以分为以下3类

1.通过类器官对发育和疾病进行建模

研究人员可以通过类器官来模拟人类发育和疾病，因为类器官是从人类干细胞或成年细胞产生的诱导性多能干细胞生长而来的，它们的成分和结构也与原发组织相似，并且易于操作和冷冻保存。这意味着类器官可以用于研究源自干细胞的人体组织且难以通过动物模型模拟的人类疾病分析，研究人员仅需少量的起始物质即可培养类器官。

 

2.干细胞类器官工程

干细胞生物工程技术的进步提高了控制细胞类型，组织和相互作用的能力，而类器官工程正需要通过直接修饰干细胞或控制微环境来操纵每个结构层。现在，科学家已经开发了更精确的合成环境，通过用信号蛋白修饰基质的生物惰性区域，可以更好地控制干细胞的活性。类器官工程技术对于一些体内环境成分复杂、需要精确建模的发育研究特别有用。

 

3.类器官与精准医学

类器官具有巨大的治疗潜力，利用活检技术就可以培养与病人具有遗传相似性的类器官模型，同时意味着可以利用源自患者干细胞的类器官系统来进行个性化药物功效测试，为患者提供更加精准的治疗方法。

 

类器官的来源：

类器官的发展历程：

类器官的未来发展趋势

虽然类器官技术在研究界的广泛应用依然处于起步阶段，但是作为一种工具，类器官技术在研究广泛的对象方面潜力巨大，包括发育生物学、疾病病理学、细胞生物学、再生机制、精准医疗以及药物毒性和药效试验。对于这些应用以及其他应用，类器官培养实现了对现有2D培养方法和动物模型系统的高信息量的互补。

 

此外，通过类器官繁殖的干细胞群取代受损或者患病的组织，类器官提供自体和同种异体细胞疗法的可行性，未来这一技术在再生医学领域也拥有巨大的潜力。使用这项技术，采用CRISPR/Cas9能够纠正体外遗传异常并能够将健康的转基因细胞再次回输入患者体内，并在后期整合入组织内。

 

在精准医学应用中，患者衍生的类器官也被证明为有价值的诊断工具。在进行治疗之前，采用从患者样本来源的类器官筛查患者体外药物反应，旨在为癌症和囊胞性纤维症患者的护理提供指导并预测治疗结果。随着类器官培养系统以及其实验开发技术的不断发展，类器官应用到了各大研究领域。  

 

机遇与挑战并存

目前的类器官技术也面临着大量挑战，从类器官本身而言，不同器官肿瘤模型形态不易区分、不具有代表性、培养周期较长、培养价格还不算亲民、高通量药物筛选和免疫治疗筛选方法还不够完善等等；从微环境而言，除了和免疫细胞或成纤维细胞进行共培养，如何能够将血管和神经细胞加入培养体系中进行多维培养等等。然而，我们始终相信，类器官技术会极大的促进基础研究领域和临床治疗方面的研究，成为他们的好帮手。ABW基质胶|杭州昊鑫生物