類器管發展史學習交流會

類器官（Organoids）指利用成體干細胞或多能干細胞進行體外三維（3D）培養而形成的具有一定空間結構的組織類似物。盡管類器官并不是真正意義上的人體器官，但能在結構和功能上模擬真實器官，能夠更大程度地模擬體內組織結構及功能并能夠長期穩定傳代培養。

類器官的起源可以追溯到1907年，當時44歲的美國貝克羅萊那大學教授威爾遜 (H. V. Wilson)發現通過機械分離的海綿 (sponge) 細胞可以重新聚集并自組織成為新的具有正常功能的海綿有機體，他的研究結果于1910年發表。威爾遜的研究證明了成年的有機體在無需外界幫助、無需從特定的解剖學階段開始，也具有完整的信息并可以成功發育成新的有機體。

對類器官技術而言，另外一個十分關鍵的契機是干細胞技術的發展。干細胞想必大家并不陌生，很多人對于干細胞的第一印象都是來源于媒體中對于血液疾病造血干細胞移植療法的介紹。近年來火熱的干細胞研究，主要開始于上世紀末。1987年，A. J. Friedenstein發現間充質干細胞 (Mesenchymal Stem Cell, MSCs)。 1998年，美國生物學家James Thomson分離得到人胚胎干細胞。2007年，山中伸彌教授成功制造出人誘導多能干細胞(induced Pluripotent Stem Cells, iPSC)。如今，絕大多數類型的非腫瘤來源的人源類器官均可由MSCs或iPSC發育而來，干細胞研究的飛速進展為類器官研究帶來新的活力。

當代類器官的發展成果，主要集中在近十余年。

2007年，Hans Clevers 的實驗室通過 lineage tracing 驗發現小腸和結腸的干細胞為 Lgr5+細胞。

2009年，Hans Clevers實驗室使用單個鼠LGR5+腸干細胞在體外自組織成為具有腸隱窩-絨毛結構的腸類器官。

2011年，由人多能干細胞和原代成體干細胞發育而來的腸類器官被成功制作。同年，由鼠胚胎干細胞培育而來的視網膜類器官被成功培育。

2012年，由人多能干細胞發育而來的視網膜類器官成功培育。

2013年，由人多能干細胞發育而來的腦類器官被成功培育。肝、腎、胰類器官被成功培育。

2014年，前列腺、肺類器官被成功培育。

2015年，乳腺、輸卵管、海馬體類器官被成功培育。

2020年，蛇毒液腺類器官被成功培育。

類器官的研究熱點是病人來源的類器官 (Patient-Derived Organoids, PDOs)，因為通常用于腫瘤患者的疾病建模、研究與藥物篩選，常常被稱為腫瘤類器官。腫瘤類器官的發展開始于2013年，自此之后呈逐年上升趨勢。腫瘤類器官是指將患者活檢、穿刺或手術切除組織在基質膠中培養數周得到的類器官。腫瘤類器官在高度保持源腫瘤的異質性和患者之間的異質性的同時，類器官個體間形態、尺度保持基本均一，為腫瘤發病機理研究、藥物篩選、個性化精準醫療、再生醫學等領域提供了快速、優良的技術平臺。

目前3D類器官培養技術已經成功培養出大量具有部分關鍵生理結構和功能的類組織器官，比如：腎、肝、肺、腸、腦、前列腺、胰腺和視網膜等。

目前類器官分為兩類：組織來源類器官和多能干細胞來源類器官。

相比傳統的二維培養模型，類器官代表著一種能夠概括整個生物體生理過程的創新技術，具有更接近生理細胞組成和行為、更穩定的基因組、更適合于生物轉染和高通量篩選等優勢。而與動物模型相比，類器官模型的操作更簡單，還能用于研究疾病發生和發展等機理，因而在器官發育、精準醫療、再生醫學、藥物篩選、基因編輯、疾病建模等領域都有廣泛的應用前景。2013年，類器官被《科學》雜志評為年度技術。2018年初，類器官被評《自然·方法》評為2017年度方法。

在Pubmed上搜索 “類器官" 這一詞條，類器官相關文章從2010年的42篇，在短短十年間，躍升到2020年的2097篇。類器官以極迅猛的態勢成為研究熱點。