2.1 類器官技術的出現

類器官技術是生物醫學領域的重大突破，它使用干細胞或組織細胞在體外培養形成具有一定組織結構和功能的微型器官模型，能夠模擬器官的發育、生理和病理過程。自2009年shou ci 成功培育出腸道類器官以來，該技術在多個器官系統的研究中取得了顯著進展。

2.2 血管化腦類器官的構建策略

2.3 類器官技術的應用

2.3.1 藥物研發：血管化腦類器官在一定程度上再現了血腦屏障（BBB）的結構與功能，為中樞神經系統藥物研發提供了新平臺，更準確地反映藥物在腦部的作用機制。

2.3.2 疾病機制探究：類器官模型模擬人體組織三維結構及細胞間復雜相互作用，為深入探究疾病發病機制提供了du te 優勢。

2.3.3 疾病治療新策略：腦organoids yi zhi在缺血性卒中治療中展現出潛力，可顯著減小腦梗死體積，改善神經功能。

2.4. 面臨的挑戰

2.4.1 倫理問題和安全性評估：涉及人類干細胞和基因編輯技術的倫理問題，以及organoids yi zhi后的免疫反應、腫瘤發生風險等安全性問題。

2.4.2 技術實現方面：體外類器官模型難以wan quan再現體內復雜的生理環境和血液動力學，且長期培養時如何維持功能穩定仍是難題。體內移植模型的血管成分源自鼠類，限制了其在人體的臨床應用。

Kirkstall Quasi Vivo 3D類器官串聯芯片共培養系統，它通過在類器官芯片上集成多個模擬不同器官的微環境，實現不同類器官模擬物之間的相互作用和信號傳遞。這種系統能夠模擬體內復雜的生理過程，包括藥物代謝、毒性反應以及疾病進展。

3.1 細胞來源與質量

選擇合適的細胞類型：人誘導多能干細胞（hiPSCs）因可定向分化，是共培養理想來源。如hiPSCs可分化為腦類器官和內皮細胞，保證細胞特異性和功能性。

確保細胞質量：細胞需無污染、活性高、遺傳穩定性好，以保障共培養順利啟動。

3.2 培養基成分優化

添加必要的生長因子和細胞因子：在培養基中添加血管內皮生長因子（VEGF）、成纖維細胞生長因子2（FGF2）等生長因子，可促進內皮細胞增殖、遷移和管狀結構形成。例如，VEGF能與內皮細胞表面的受體結合，激活下游信號通路，促進內皮細胞生長和血管生成。

調節細胞外基質成分：在培養基中添加Matrigel基質膠等細胞外基質成分，為細胞提供附著和生長的三維支架，模擬體內細胞外環境，促進細胞間的相互作用和組織形成。

維持合適的營養和氧氣濃度：保證培養基中有充足的營養物質和氧氣，滿足內皮細胞和腦類器官的代謝需求，避免因營養或氧氣不足影響細胞生長和功能。

3.3 細胞密度與比例調控

優化細胞接種密度：合理確定內皮細胞和腦類器官的接種密度，避免因密度過高或過低影響細胞生長、分化和相互作用。例如，密度過高會導致細胞競爭營養和空間，而密度過低則可能影響細胞間的信號傳導。

調整細胞比例：根據研究目標和模型需求，精確調控內皮細胞與腦類器官細胞的比例。如在研究血管生成時，適當增加內皮細胞比例以促進血管形成；在研究神經血管相互作用時，注重細胞間的平衡。

3.4 細胞貼壁與預培養

促進細胞貼壁：在共培養前，處理培養皿或培養支架以增強內皮細胞和腦類器官的貼附性，如用細胞外基質成分或聚-D-賴氨酸等涂層，為細胞提供附著位點，確保其穩定貼壁生長。

預培養細胞：對內皮細胞和腦類器官分別進行預培養，使細胞適應培養環境并達到良好生長狀態，預培養過程中可去除死細胞和雜質，降低共培養污染風險。

3.5 細胞間相互作用與信號傳導

促進細胞間直接接觸：在共培養體系中，允許內皮細胞和腦類器官細胞間直接接觸，以便通過細胞表面分子和信號通路相互作用，如Notch信號通路等，促進細胞分化和組織形成。

調節細胞間信號傳導：在共培養體系中添加或抑制特定信號分子，調節細胞間信號傳導，如Wnt信號通路激活劑可促進內皮細胞和神經細胞相互作用，而抑制某些可能干擾相互作用的信號通路。

3.6 培養條件的動態優化

實時監測與調整：共培養過程中，實時監測細胞生長狀態、形態變化和功能表現，根據監測結果及時調整培養條件。例如，通過調整培養基成分、細胞密度或培養環境參數，以維持細胞的最佳生長狀態。

逐步誘導與分階段培養：根據細胞的生長和分化特點，將共培養過程分為多個階段，逐步誘導細胞的相互作用和組織形成。在不同階段，調整培養條件以滿足細胞的特定需求，如在早期階段注重細胞的增殖和遷移，在后期階段則更關注細胞的分化和功能成熟。

在開篇原文中，協和與首醫科研團隊提出，結合基因編輯、微流控技術及高通量3D打印等前沿手段，有望進一步提升類器官模型的精確性和功能性，推動精準醫療的發展，并逐步實現從實驗室到臨床的轉化，為腦血管疾病的診療帶來突破。

公司主營產品：

Kilby 3D-clinostat 旋轉細胞培養儀（Rotary Cell Culture System, RCCS），

Kilby 微/超重力三維細胞培養系統，

3D回轉重力環境模擬系統，隨機定位儀，

類器官芯片搖擺灌注儀，

Kirkstall 類器官串聯芯片灌流仿生構建系統