类器官(organoids)是一种利用成体干细胞,在体外培养出的3D细胞培养物,与对应的人体器官具有高度相似的组织学特征,能重现器官的部分生理功能。作为前沿的体外模型,类器官在干细胞与发育、再生医学、疾病研究、药物开发和精准医疗等多个领域拥有广泛的应用前景。
类器官的应用与服务:
1)通过类器官对发育和疾病进行建模
类器官是从人类干细胞或成年细胞产生的诱导性多能干细胞生长而来的或者通过病人的病发灶获取,培养而来。它们的成分和结构也与原发组织相似,并且易于操作和冷冻保存。
2)类器官与精准医学
利用类器官样本,用于评测抗肿瘤药物的肿瘤杀伤效果和正常组织毒副作用;再结合类器官的突变表型和药物筛选,一方面验证已知的突变体与特定药物的相关性,另一方面还能发现多个对肿瘤具有杀伤作用的化学药物;更重要的是,这一类器官库除了用于药物筛选,还可以从基因组和蛋白组学对不同个体肿瘤类器官与正常组织类器官进行对比分析,实现对患者肿瘤状态的精准评估,为肿瘤的个性化治疗提供参考信息;利用肿瘤类器官与免疫细胞共培养,可以快速有效地检测免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。
3)干细胞类器官工程
干细胞生物工程技术的进步提高了控制细胞类型,组织和相互作用的能力,而类器官工程正需要通过直接修饰干细胞或控制微环境来操纵每个结构层。通过用信号蛋白修饰基质的生物惰性区域,可以更好地控制干细胞的活性。
以胰岛类器官为例,胰腺类器官属于三维细胞培养物,包含其代表胰腺的一些最关键的特性。此类体外培养系统包括一个自我更新干细胞群,可分化为多个特异性器官的细胞类型,与对应的胰腺器官拥有类似的空间组织,并能够重现对应器官胰腺的部分功能,从而为科学家提供一个高度生理相关的系统。从人类干细胞中提取的产胰岛素的胰岛β细胞,并且已经具备免疫耐受功能,也可以长期缓解胰岛素依赖型糖尿病或实现移植。
胰岛微器官培养(第7天)
相关链接:https://www.cellada.tech