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類器官培養(yǎng)指南：帶您深度了解類器官
閱讀：986發(fā)布時(shí)間：2024-1-8
類器官(Organoid)是在體外，經(jīng)過3D培養(yǎng)，能夠在體外模擬正常（或疾病）狀態(tài)下體內(nèi)器官（或組織）的三維結(jié)構(gòu)和生理功能。通俗點(diǎn)講，類器官是三維細(xì)胞培養(yǎng)物，將干細(xì)胞培養(yǎng)于基質(zhì)膠中，在化學(xué)小分子抑制劑/激活劑、細(xì)胞因子、培養(yǎng)基添加劑等物質(zhì)作用下經(jīng)過培養(yǎng)得到的相應(yīng)器官類似的組織結(jié)構(gòu)。
類器官特點(diǎn)：
類器官擁有自我更新能力，能維持來源組織的生理結(jié)構(gòu)和功能，享有“培養(yǎng)皿中的微器官"之稱。利用干細(xì)胞的自我更新、分化能力以及自我組織能力，類器官可冷凍保存用作生物庫(kù)，也能無限擴(kuò)增。類器官高度復(fù)雜，相對(duì)于2D細(xì)胞，更接近于體內(nèi)狀態(tài)。
類器官應(yīng)用：
類器官的特點(diǎn)是能更好地模擬體內(nèi)環(huán)境，適用于分子和細(xì)胞生物學(xué)分析，在動(dòng)物和細(xì)胞水平之間，為腫瘤研究、藥物篩選、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供了一個(gè)更好的解決方案，已被廣泛應(yīng)用于功能組織誘導(dǎo)、疾病模型建立、藥物篩選、抗炎試驗(yàn)、臨床端研究等多個(gè)方面的研究，在基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用中具有很大的應(yīng)用前景。
隨著類器官培養(yǎng)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，類器官培養(yǎng)已用于各種組織和器官，包括腸道（小腸/結(jié)腸）、胃、肝臟、心臟、肺、前列腺、胰腺、腎臟、乳腺、腦類、視網(wǎng)膜以及內(nèi)耳等。
以腫瘤干細(xì)胞為來源的類器官也開始在幫助了解腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制、篩選藥物敏感性、促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療與個(gè)性化診療方面展現(xiàn)出巨大潛力。Cell、Science多篇文獻(xiàn)顯示，類器官在預(yù)測(cè)抗癌藥物有效性上，具有靈敏度和特異性。近來，腫瘤類器官已表現(xiàn)出預(yù)測(cè)患者對(duì)癌癥藥物的反應(yīng)、幫助制定個(gè)性化用藥方案方面的作用。
1. 研究發(fā)育機(jī)制：類器官具有的分化能力，可用于胚胎發(fā)育過程及其機(jī)制的研究。
調(diào)控Wnt、BMP等信號(hào)通路誘導(dǎo)的過程，可研究腦類、胰腺和胃等器官的發(fā)育。
2. 建立疾病損傷模型：類器官誘導(dǎo)的特定組織或器官，可用于特定疾病模型的研究。
趙冰、林鑫華團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用人源類器官感染模型研究SARS-CoV-2感染和損傷肝臟的分子機(jī)制，為病毒致病機(jī)制研究和后續(xù)藥物開發(fā)提供了重要工具。
北大生科院鄧宏魁研究組用小分子和細(xì)胞因子來刺激，在體外構(gòu)建了具有損傷再生特征的新型小腸類器官—Hyper類器官。該類器官具有能夠長(zhǎng)期傳代擴(kuò)增并保持基因組，促進(jìn)結(jié)腸組織的損傷修復(fù)，減輕急性結(jié)腸炎動(dòng)物模型的病理學(xué)癥狀等特點(diǎn)。
3. 再生醫(yī)學(xué)：干細(xì)胞來源的類器官，能夠修復(fù)或替代受損或病變的組織以恢復(fù)正常的組織功能，在細(xì)胞療法上具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，包括用于其他神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、視網(wǎng)膜病變和脊柱損傷等。
作為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一種新型治療方式—DA01，利用小分子SB-431542 (Cat#53004ES)、LDN193189 (Cat#53012ES)、CHIR-99021 (Cat#53003ES)和Y-27632 (Cat#53006ES, Cat#52604ES)以及Sonic Hedgehog (Shh)蛋白(Cat#92566ES, Cat#92589ES)，刺激多能干細(xì)胞分化為多巴胺能神經(jīng)元，并移植入晚期帕金森病患者大腦的受傷區(qū)域內(nèi)，為該病的治療提供新的方向和思路。
4. 藥物毒性和功效測(cè)試：利用類器官來驗(yàn)證新藥在特定器官或組織的藥代毒性，為新藥研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。
使用Hyman腎臟類器官來驗(yàn)證Cisplatin（順鉑）的腎毒性。
5. 藥物篩選：來源于干細(xì)胞的類器官能夠用于藥物反應(yīng)的離體測(cè)試，為藥篩提供理論支持。
結(jié)腸類器官可用于研究CFTR突變患者的用藥方案，腫瘤類器官可用于評(píng)估患者的個(gè)體化用藥情況。
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