“類器官”科學培養指南

過去的十年里，類器官技術是干細胞研究中最重要的進展之一。類器官為三維的細胞培養物，重現了所代表器官的一些關鍵細胞類型和結構特征。這些「迷你器官」提供了高度相關的組織建模，從而使科學家可在體外研究復雜的學術問題。

自從腸類器官1 和腦類器官2 的文獻發表以來，類器官技術應用于多種物種和組織，可從成體干細胞（ASCs）或多能干細胞（PSCs）衍生構建。 雖然每種細胞培養系統都不同，類器官通常具有多種器官特異性的細胞類型，可重現所代表器官的功能。在類器官培養中，干細胞（PSCs 或 ASCs）在模擬體內信號環境的信號因子環境下進行培養。干細胞在該環境下增殖并分化為代表器官的細胞類型。總體來說，類器官具有與體內環境類似的結構，如頂側和底側表面的極化現象（上皮類器官），細胞分層現象（腦類器官）或復雜區域的重建（如小鼠腸類器官的隱窩絨毛結構）。在上皮類器官中，培養物中具有活躍增殖的成體干細胞，可以通過傳代對培養物進行長期維持培養和擴增。

類器官已快速且廣泛的應用于多項應用中，包括基礎研究、轉化醫學和工業用途。類器官技術的根本在于發育生物學，所以類器官對其所模擬的組織提供寶貴的發育信息，尤其是 PSC 衍生的類器官。由于類器官重現了體內的信號通路和細胞間的相互作用，是研究細胞生物學中的寶貴模型，包括研究組織再生機制、干細胞 niche 的維持培養以及細菌、病毒和其他組織來源細胞的相互作用。

 類器官具有其*的實驗優勢，它去除了動物模型可能引入的混淆變量，但與均一化的細胞培養物相，則提供更高度的復雜性。通過結合高水平的生理相關性與體外操作的便宜性，在許多情況下，類器官具有輔助或替代體外使用原代細胞或永生化細胞系和動物實驗的潛力。另外，類器官在培養中具有高度基因穩定性，維持了來源組織的基因型與表型。因此，類器官可進行疾病建模，用于研究疾病機制和進展，以及預測患者對藥物治療的個體化反應。 類器官F法的持續發展為干細胞研究帶來了改革。在很多實驗室，類器官已經用于互補現有的建模，用于開展曾經無法研究的方向。類器官培養技術的發展和標準化會使得類器官的可及性更廣泛地實現。
類器官模型與其他模型比較

目前主要應用臨床藥物篩選的模型主要分為2D細胞模型，3D類器官和人源性動物移植模型（PDX）。其中腫瘤藥物篩選模型需要滿足在短時間內出具藥敏檢測結果、藥物篩查通量高、預測效果準確這三個方面，而類器官在這三方面對比其他藥篩方法都顯現出了強勁優勢。

藥篩模型對比（來源：中國網醫療頻道）

類器官模型的應用

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培養簡單：培養基集成多種因子，無需添加其他因子和再優化；

擴增效率高：培養的類器官能夠快速增長；

維持穩定傳代：維持至少3代以上擴增，部分類器官每次傳代可實現10代以上擴增；
好的性價效益比：按照GMP級別生產條件下制備，批次質量穩定，價格優勢明顯。