综述：将药理学研究从动物模型扩展到类器官：推动药物发现中预测性人类生物学的进步

《Stem Cell Reviews and Reports》：Translating Pharmacology from Animal Models to Organoids: Advancing Predictive Human Biology in Drug Discovery

器官oids作为三维自组织结构，由干细胞衍生而来，在药物开发、疾病建模及精准医学中展现出替代动物模型的潜力。尽管面临血管化不足、批次差异等挑战，微流控芯片、CRISPR编辑及AI优化等技术正推动其生理相关性和预测性提升，促进个性化治疗发展。

摘要

动物模型长期以来一直是生物医学研究的核心，但它们的有限可转化性和伦理限制凸显了在药理学和药物开发中需要与人类更相关的系统的必要性。类器官是一种三维、自组织的结构，由多能干细胞、成体干细胞或患者干细胞衍生而来，已成为能够再现人体组织的细胞多样性、结构和功能特性的变革性平台。培养技术的进步，包括浸没系统、气液界面方法和微流控器官芯片模型，提高了它们的生理相关性和预测药物反应的能力。类器官现在被应用于多种领域，包括遗传疾病、神经系统疾病、代谢疾病、传染病和肿瘤疾病，为理解人类病理生理学和药效学提供了机制上的见解。特别是患者来源的类器官，通过个体化药物反应分析、毒性预测和高通量药理学筛选推动了精准医学的发展。与CRISPR基因编辑、人工智能和生物工程等工具的结合进一步扩展了它们在功能基因组学、疾病建模和药物机制研究中的作用。尽管取得了这些进展，但仍存在一些挑战，如缺乏血管化和免疫成分、批次间的变异性以及组织成熟度不完全，这些因素目前限制了其更广泛的转化应用。新兴策略，如具有血管化和免疫功能的系统、多类器官共培养以及基于人工智能的优化方法，有望克服这些障碍。总体而言，类器官代表了从动物模型向伦理合理、生理相关且具有预测能力的人类系统的转变，有望改变药物发现、药理学研究和个性化治疗的方式。

图形摘要