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類器官培養(yǎng)指南：帶您深度了解類器官
閱讀：771發(fā)布時間：2024-1-8
類器官(Organoid)是在體外，經(jīng)過3D培養(yǎng)，能夠在體外模擬正常（或疾病）狀態(tài)下體內(nèi)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(yǎng)物，將干細胞培養(yǎng)于基質(zhì)膠中，在化學小分子抑制劑/激活劑、細胞因子、培養(yǎng)基添加劑等物質(zhì)作用下經(jīng)過培養(yǎng)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(yǎng)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(nèi)狀態(tài)。
類器官應用：
類器官的特點是能更好地模擬體內(nèi)環(huán)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(yī)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(zhuǎn)化應用中具有很大的應用前景。
隨著類器官培養(yǎng)系統(tǒng)和實驗技術的不斷發(fā)展，類器官培養(yǎng)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(wǎng)膜以及內(nèi)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(fā)生發(fā)展機制、篩選藥物敏感性、促進精準醫(yī)療與個性化診療方面展現(xiàn)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(xiàn)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(fā)育機制：類器官具有的分化能力，可用于胚胎發(fā)育過程及其機制的研究。
調(diào)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(fā)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(xù)藥物開發(fā)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(yī)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(jīng)退行性疾病、糖尿病、心血管疾病、視網(wǎng)膜病變和脊柱損傷等。
作為再生醫(yī)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(jīng)元，并移植入晚期帕金森病患者大腦的受傷區(qū)域內(nèi)，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(fā)提供數(shù)據(jù)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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