类器官及其应用的研究进展

类器官弥补了传统研究中细胞简单模型与动物复杂模型的不足,为生命体关键功能研究提供了重要实验基础,已成为当前研究热点,并在疾病机理研究、药物筛选、再生医学、生物材料评价等方面具有重大理论意义和应用前景.本文对近10年类器官研究进行了综述,阐述出类器官研究的发展历程和研究现状,重点综述了类器官的主要研究领域,并解析类器官研究中存在的关键科学问题,为类器官在生物医药、再生医学和疾病精准治疗领域的研究和应用提供新思路.     

类器官在临床医学中的应用和研究进展

类器官是具有三维结构、高度保留来源组织器官特性的体外3D类组织培养物.类器官的兴起和发展为临床医学提供了一项重要的工具.患者源性类器官可以作为模拟和研究疾病模型,帮助临床医生更好地理解相关疾病病理生理,并制定相应的治疗策略;肿瘤患者类器官可以为药物筛选提供更准确的平台,帮助和指导临床医生为癌症患者选择最合适的治疗方案,提高患者临床预后.本文将介绍类器官在临床医学中的应用和研究进展.     

肝脏类器官的研究进展及应用

生物医药研究主要依赖动物模型及人源细胞系,但是这些研究系统往往不能模拟人类个体发育过程、疾病发生机制和药物反应,因此在向临床转化方面遇到极大的困难.类器官是能模拟体内器官结构和功能特征的体外3D细胞簇.本文按照肝脏类器官从简单到复杂的顺序,讨论了成体干细胞来源和多能干细胞分化的多种肝脏类器官模型,同时概括了肝脏类器官在疾病建模、药物反应、毒性测试及再生医学等方面的应用.     

类器官领域发展现状及展望

类器官技术的出现与快速发展极大的提升了人造组织器官的制造水平,拓展了其应用范围,同时也为生物医药行业的发展带来全新机遇。对类器官相关技术、应用和产业发展现状进行分析,显示目前类器官技术正处于爆发期,组织器官结构和功能的模拟水平不断提高,在血管化等核心瓶颈问题的攻关方面也不断取得突破,而其与器官芯片融合产生的类器官芯片技术更是极大地提升了该技术的应用能力。目前,类器官作为一种生物模型,在生物医学科研、临床治疗及药物研发中均已展现出可观的应用前景,尤其是在药物研发领域,相关产业体系正在逐渐成型,发展进程快速推进。未来随着相关技术瓶颈的攻克以及商业资本进一步涌入,类器官领域必将孕育更广阔的发展空间,进而助力生物医药行业的创新发展。     

类器官芯片

类器官芯片是一种新兴前沿交叉技术,它通过整合类器官与器官芯片,可在体外构筑具有高度生理关联性的器官模型系统,在组织器官发育、疾病研究、药物筛选和再生医学等领域具有重要的应用潜力.本文概述了类器官芯片的产生、技术特点及研究进展,并对其未来发展和面临的挑战进行了展望.     

胰岛类器官研究进展

类器官是将具有多向分化潜能的干细胞或组织细胞在特定环境下培养分化成为能够模拟原生器官结构和功能的三维结构.类器官在各种疾病模型研究及药物筛选中发挥至关重要的作用.近年来,通过体外诱导胰腺组织或多能干细胞分化形成具有胰岛细胞功能的胰岛类器官研究成为热点,为胰岛相关疾病模型、药物研究以及糖尿病的治疗提供了新的手段.本文针对...     

皮肤类器官的构建、功能及其应用研究进展

皮肤类器官作为一种新型的类器官模型,不仅能高度模拟皮肤组织的生理结构和功能,更好地在不同体外环境下还原较真实的皮肤生态,还可以应用于皮肤发育研究、皮肤疾病病理研究及药物筛选等领域。在干细胞研究中,皮肤类器官模型可以在特殊的生境下对具有特定功能的皮肤细胞及其附属物进行重建和改造,以弥补现有体外皮肤模型在结构、功能等方面的不足。基于此,皮肤类器官将会在皮肤再生、组织修复、药物筛选及医学美容等方面扮演越来越重要的角色。本文详述了皮肤类器官构建中所参与的细胞来源及近年来的应用,并对未来皮肤类器官的发展与优化做出了展望。     

类器官在再生医学中的应用

类器官是干细胞在体外基质材料支撑条件下培养出来的一种三维微器官,与来源组织器官高度相似。类器官技术为基础研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个新的强大的研究模型和技术手段。再生医学的目的是帮助组织或器官恢复其正常的生理功能,通过与组织工程或基因工程相结合,类器官为再生医学提供了新的移植物来源。该文将介绍类器官在再生医学中的应用,并讨论该领域发展过程中所面临的主要挑战。     

类器官培养方法及家畜类器官研究进展

类器官(organoid)是由干细胞在体外培育而成的一种三维(3D)细胞培养物,其中包含多种细胞类型的自组装。类器官是生物医学领域内近年来的热门前沿技术之一,可用于发育、内稳态、再生、疾病建模和药物研发等领域的相关研究。不同类器官的培养方法存在差异,因此了解相关进展对成功构建合适的类器官模型非常重要。家畜与人类生活息息相关,通过构建类器官的方式以其为研究对象,对人类的饮食安全、医疗保健、精神健康都具有重要意义。本文评述了类器官的培养方式及家畜类器官研究方面的进展,以便为后期相关研究提供参考。     

胃癌类器官的建立及应用研究进展

胃癌是常见的消化系统恶性肿瘤,其发病率与死亡率高,预后差。目前,由于缺乏表征胃癌发生发展特性的研究模型,胃癌发病机制研究与治疗药物的开发受到一定限制。类器官是一种干细胞来源的三维培养的细胞群,具有多细胞组装、自我更新的活体组织特性。可传代扩增的胃癌类器官研究模型,能够保持基因组稳定性与肿瘤异质性,模拟肿瘤微环境,弥补了传统细胞与动物模型的不足。该文综述了胃癌类器官的建立方法及其在胃癌发病机制探究、肿瘤微环境模拟、胃癌相关基因功能检测、药物敏感性筛选以及胃癌个体化治疗方面的最新进展;此外还讨论了类器官在胃癌研究中的优势与不足,为揭示胃癌发病机制、研发胃癌防治药物提供模型参考。     

类器官及其在肿瘤研究中的应用

类器官(organoid)作为一种新型的肿瘤研究模型能够高度模拟原位组织的生理结构和功能,可以稳定地维持肿瘤细胞在体内的特征,同时也适用于高通量的药物筛选和个性化治疗。此外,类器官模型又是干细胞研究的有力工具,可以在体外重构具有部分生理功能的类器官组织。基于这些优点,类器官模型将会在肿瘤和干细胞研究中扮演着越来越重要的角色。该综述将从类器官的发展简史、主要类型、研究应用和未来展望四个方面进行讨论。     

胰岛类器官研究进展

糖尿病被列为对人类健康威胁最大的三类疾病之一,是全球重点关注的公共卫生问题.目前的药物治疗无法从根源上恢复血糖的自主调节.异体胰岛移植能够有效控制糖尿病患者的血糖,但由于尸体胰岛的来源有限,如何在体外获得大量胰岛素分泌细胞是糖尿病移植治疗的关键.近年来,类器官(organoid)培养技术日益发展,给再生医学研究和疾病治疗带来了新思路.胰岛类器官不仅为探究胰岛发育、糖尿病发病机制和治疗策略提供了体外模型,也为糖尿病的细胞治疗提供了新的细胞来源.本文综述了胚胎干细胞、诱导性多能干细胞、转分化细胞和成体干细胞等不同来源的胰岛类器官的研究进展,并探讨如何优化胰岛类器官的培养条件以助力糖尿病的研究与治疗.     

药物类过敏反应生物标志物探究

药物类过敏反应为非免疫球蛋白E(IgE)介导的急性过敏反应,与Ⅰ型超敏反应临床症状相似,首次接触药物即可发生,在临床药物过敏反应中占有相当大的比例.药物类过敏反应生物标志物可特异性反映药物类过敏反应的发生发展,监测其生物标志物可实现对该不良反应进行可靠的非临床评价和临床诊断,从而降低该不良反应的发生率.本文介绍了药物类过敏反应特点,重点阐述了组胺等几种药物类过敏反应生物标志物的研究现状,希望为药物类过敏反应的非临床评价以及临床诊断提供参考.     

FGFR3基因突变影响膀胱癌酪氨酸激酶抑制剂敏感性的研究

目的：通过构建含FGFR3不同位点突变的膀胱癌细胞系与类器官模型,检测上述模型对不同FGFR3酪氨酸激酶抑制剂的敏感性差异。方法：构建野生型FGFR3、点突变型FGFR3(S249C、R248C、Y373C)和FGFR3-TACC3基因融合的细胞系。随后选取8种酪氨酸激酶抑制剂(TKI)并测试这些细胞的药物敏感性差异。利用蛋白质印迹法检测FGFR3下游通路蛋白质的磷酸化水平,探索不同稳转细胞系出现TKI敏感性差异的机制。构建膀胱癌患者肿瘤组织来源的类器官模型,重复上述实验,从类器官水平检测不同突变型膀胱癌类器官对不同TKI的敏感性差异。结果：细胞系水平中FGFR3 R248C点突变和FGFR3-TACC3融合基因型细胞相较野生型FGFR3对TKI的敏感性增加5～10倍(P<0.05)。成功构建膀胱癌患者肿瘤组织来源类器官,证实类器官具备原位肿瘤的组织形态与遗传特征,并从类器官水平证实FGFR3 R248C点突变提高细胞对所有药物的敏感性,相比野生型可达1～5倍,此外FGFR3-TACC3融合基因和FGFR3 Y373C点突变明显改变细胞对药物的敏感性。结论：成功构建含不同FGFR...     

类器官的应用研究进展

类器官是利用干细胞的自我更新和分化能力,在体外培养形成的一种微小组织器官类似物,在很大程度上具有体内相应器官的功能。迄今为止,在3D培养条件下,已经成功培养出多种类器官如肺、胃、肠、肝和肾等类器官。它们不仅可作为组织器官的替代品用于药物和临床研究,还可用于体内器官移植。本文综述了类器官在药物毒性检测、药效评价和新药筛选中的作用以及利用类器官建立疾病模型、研究组织器官发育和类器官在精准医疗、再生医学中的价值。     

类器官模型在新型冠状病毒感染机制及抗病毒药物研究中的应用

由新型冠状病毒引起的新型冠状病毒肺炎已成为严重的公共卫生问题,发病率和死亡率都很高。为了进一步加强对新冠病毒的认识、探明感染和传播的机制,研究者需要在体外建立SARS-CoV-2的实验模型。类器官作为近几年快速发展的细胞培养系统成为一种理想的研究模型。类器官是胚胎干细胞或诱导多能干细胞一定条件下分化成的多种细胞类型共同组成的迷你器官。它具有培养时间相对较短且不存在伦理道德问题等优点,可以应用于模拟SARS-CoV-2感染。本文介绍了肺、肠、大脑和肝脏等类器官在新冠研究中的应用,简述了不同类器官是如何被SARS-CoV-2感染的,以及通过类器官筛选出的有治疗作用的药物。本篇综述为新冠病毒的研究提供了可借鉴的思路。     

类器官的研究进展及应用

随着人类生物学研究的不断深入,需建立新的模型系统为研究提供了有力的工具。虽然传统的研究模型已被广泛应用,但难以准确反映组织、器官在机体中的生理现象。类器官 (Organoid) 是来源于干细胞或器官祖细胞的三维细胞聚集体,可分化和自组织形成具有人体相应器官的部分特定功能和结构。由于类器官具有人源性,可模拟器官发育和形成,在体外长期扩增中具有基因组稳定性,并能够形成活体生物库进行高通量筛选等优势,成为近年来备受关注的体外模型。目前,利用类器官模型结合新兴的基因编辑、器官芯片、单细胞RNA测序技术等,能够突破传统模型的瓶颈,在器官水平上为疾病模型的建立、药物研发、精准医疗以及再生医学等提供有价值的信息。文中就类器官分类及特性、研究应用、与其他技术结合应用及展望这4个方面进行综述。     

消化系统类器官研究进展

类器官是一种近年来新发展的细胞三维培养系统。类器官与真实器官的三维结构相似,并具有自我更新和再现组织来源等特点,从而能够更好地模拟真实器官的功能。类器官为研究器官发生、再生、疾病发病机制以及药物筛选提供了一个崭新的研究和应用平台。消化系统在人体内发挥着重要功能,目前已成功建立多种消化器官的类器官模型。本文就近年来味蕾、食管、胃、肝和小肠类器官的研究进展及相关应用进行综述,并对这几种类器官的应用前景进行展望。     

肝脏类器官的应用

在中国,肝病是因病死亡的主要原因之一.揭示肝脏疾病的发生发展机制,发现新的治疗靶点,以及建立医学治疗新方法,是关乎国计民生的重大课题.目前对于人类肝脏疾病的研究主要依赖于细胞系与动物模型,但是二维(two-dimensional, 2D)培养的细胞系缺少组织三维(three-dimensional, 3D)结构,而物种差异又限制了利用动物模型对人类肝脏疾病的进一步认识.类器官是一种新的体外培养系统,利用人类细胞构建的类器官体一方面能模拟体内器官的结构,另一方面体现了人类组织器官的功能,从而提供了新的研究模型.最近,肝脏类器官体技术也得到建立与发展,加深了人们对于肝脏疾病的认识,促进了药物靶点的研究,并催生了一些治疗方案的开发.本文将就肝脏类器官的疾病模拟和治疗应用进行综述.     

中国类器官研究的发展

<正>类器官是一种体外培养的、由干细胞分化而来的自组装三维细胞团,拥有对应组织器官的细胞类型和类似空间结构,并且能够模拟组织器官的部分功能.自2009年首种类器官被建立以来^[1],类器官领域呈现快速发展趋势, 2013年Science杂志将类器官列入年度十大科学突破, 2017年Nature Methods杂志将类器官评选为年度技术.类器官技术对生物医学产生了颠覆性影响,克服了传统二维细胞培养的不足,改进了体外探索生命现象和医学问题的手段和方法,为发育生物学、再生医学提供了有效模型,在精准医学和药物研发等方面有着巨大的潜力.