类器官培养指南：带您深度了解类器官

类器官(Organoid)是在体外，经过3D培养，能够在体外模拟正常（或疾病）状态下体内器官（或组织）的三维结构和生理功能。通俗点讲，类器官是三维细胞培养物，将干细胞培养于基质胶中，在化学小分子抑制剂/激活剂、细胞因子、培养基添加剂等物质作用下经过培养得到的相应器官类似的组织结构。

类器官特点：

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。

类器官应用：

类器官的特点是能更好地模拟体内环境，适用于分子和细胞生物学分析，在动物和细胞水平之间，为肿瘤研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个更好的解决方案，已被广泛应用于功能组织诱导、疾病模型建立、药物筛选、抗炎试验、临床端研究等多个方面的研究，在基础研究和转化应用中具有很大的应用前景。

随着类器官培养系统和实验技术的不断发展，类器官培养已用于各种组织和器官，包括肠道（小肠/结肠）、胃、肝脏、心脏、肺、前列腺、胰腺、肾脏、乳腺、脑类、视网膜以及内耳等。
 

以肿瘤干细胞为来源的类器官也开始在帮助了解肿瘤发生发展机制、筛选药物敏感性、促进精准医疗与个性化诊疗方面展现出巨大潜力。Cell、Science多篇文献显示，类器官在预测抗癌药物有效性上，具有灵敏度和特异性。近来，肿瘤类器官已表现出预测患者对癌症药物的反应、帮助制定个性化用药方案方面的作用。
 

1. 研究发育机制：类器官具有的分化能力，可用于胚胎发育过程及其机制的研究。

调控Wnt、BMP等信号通路诱导的过程，可研究脑类、胰腺和胃等器官的发育。

2. 建立疾病损伤模型：类器官诱导的特定组织或器官，可用于特定疾病模型的研究。

赵冰、林鑫华团队应用人源类器官感染模型研究SARS-CoV-2感染和损伤肝脏的分子机制，为病毒致病机制研究和后续药物开发提供了重要工具。

北大生科院邓宏魁研究组用小分子和细胞因子来刺激，在体外构建了具有损伤再生特征的新型小肠类器官—Hyper类器官。该类器官具有能够长期传代扩增并保持基因组，促进结肠组织的损伤修复，减轻急性结肠炎动物模型的病理学症状等特点。

3. 再生医学：干细胞来源的类器官，能够修复或替代受损或病变的组织以恢复正常的组织功能，在细胞疗法上具有广泛的应用价值，包括用于其他神经退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、视网膜病变和脊柱损伤等。

作为再生医学领域的一种新型治疗方式—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)，刺激多能干细胞分化为多巴胺能神经元，并移植入晚期帕金森病患者大脑的受伤区域内，为该病的治疗提供新的方向和思路。

4. 药物毒性和功效测试：利用类器官来验证新药在特定器官或组织的药代毒性，为新药研发提供数据支持。

使用Hyman肾脏类器官来验证Cisplatin（顺铂）的肾毒性。

5. 药物筛选：来源于干细胞的类器官能够用于药物反应的离体测试，为药筛提供理论支持。

结肠类器官可用于研究CFTR突变患者的用药方案，肿瘤类器官可用于评估患者的个体化用药情况。

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