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類器官培養指南：帶您深度了解類器官
閱讀：1342發布時間：2024-1-8
類器官(Organoid)是在體外，經過3D培養，能夠在體外模擬正常（或疾病）狀態下體內器官（或組織）的三維結構和生理功能。通俗點講，類器官是三維細胞培養物，將干細胞培養于基質膠中，在化學小分子抑制劑/激活劑、細胞因子、培養基添加劑等物質作用下經過培養得到的相應器官類似的組織結構。
類器官特點：
類器官擁有自我更新能力，能維持來源組織的生理結構和功能，享有“培養皿中的微器官"之稱。利用干細胞的自我更新、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，也能無限擴增。類器官高度復雜，相對于2D細胞，更接近于體內狀態。
類器官應用：
類器官的特點是能更好地模擬體內環境，適用于分子和細胞生物學分析，在動物和細胞水平之間，為腫瘤研究、藥物篩選、再生醫學等領域提供了一個更好的解決方案，已被廣泛應用于功能組織誘導、疾病模型建立、藥物篩選、抗炎試驗、臨床端研究等多個方面的研究，在基礎研究和轉化應用中具有很大的應用前景。
隨著類器官培養系統和實驗技術的不斷發展，類器官培養已用于各種組織和器官，包括腸道（小腸/結腸）、胃、肝臟、心臟、肺、前列腺、胰腺、腎臟、乳腺、腦類、視網膜以及內耳等。
以腫瘤干細胞為來源的類器官也開始在幫助了解腫瘤發生發展機制、篩選藥物敏感性、促進精準醫療與個性化診療方面展現出巨大潛力。Cell、Science多篇文獻顯示，類器官在預測抗癌藥物有效性上，具有靈敏度和特異性。近來，腫瘤類器官已表現出預測患者對癌癥藥物的反應、幫助制定個性化用藥方案方面的作用。
1. 研究發育機制：類器官具有的分化能力，可用于胚胎發育過程及其機制的研究。
調控Wnt、BMP等信號通路誘導的過程，可研究腦類、胰腺和胃等器官的發育。
2. 建立疾病損傷模型：類器官誘導的特定組織或器官，可用于特定疾病模型的研究。
趙冰、林鑫華團隊應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制，為病毒致病機制研究和后續藥物開發提供了重要工具。
北大生科院鄧宏魁研究組用小分子和細胞因子來刺激，在體外構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期傳代擴增并保持基因組，促進結腸組織的損傷修復，減輕急性結腸炎動物模型的病理學癥狀等特點。
3. 再生醫學：干細胞來源的類器官，能夠修復或替代受損或病變的組織以恢復正常的組織功能，在細胞療法上具有廣泛的應用價值，包括用于其他神經退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、視網膜病變和脊柱損傷等。
作為再生醫學領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)，刺激多能干細胞分化為多巴胺能神經元，并移植入晚期帕金森病患者大腦的受傷區域內，為該病的治療提供新的方向和思路。
4. 藥物毒性和功效測試：利用類器官來驗證新藥在特定器官或組織的藥代毒性，為新藥研發提供數據支持。
使用Hyman腎臟類器官來驗證Cisplatin（順鉑）的腎毒性。
5. 藥物篩選：來源于干細胞的類器官能夠用于藥物反應的離體測試，為藥篩提供理論支持。
結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估患者的個體化用藥情況。
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