综述：类器官：生成策略、应用及未来挑战

《Stem Cell Research & Therapy》：Organoids: generation strategies, applications, and future challenges

　　

摘要

类器官是一种微观的3D结构，它们类似于真实的器官，是在体外由干细胞组装而成的。自2009年荷兰的Hans Clevers团队成功培养出肠道干细胞并生成肠道结构以来，类器官技术发展迅速，目前已建立了针对大脑、肝脏、肠道、肾脏和骨骼等器官的培养方案。这些微器官模型保留了原始组织的细胞异质性、组织特异性结构和遗传背景。与传统二维培养相比，它们提供了一个更具生理相关性的研究平台。本文综述了类器官的生成策略，主要将其分为无支架和有支架两种方法，并详细介绍了大脑、肝脏、肠道、肾脏和骨骼类器官的具体生成方案。此外，本文还强调了生物工程领域的创新，如器官芯片系统和3D生物打印技术。这些技术可以提高类器官的成熟度、血管化程度和可重复性。文章还广泛讨论了类器官在生物医学中的应用，包括体外疾病模型、传染病研究、癌症研究、药物筛选和毒性测试、组织工程以及与年龄相关的疾病研究。尽管类器官具有巨大潜力，但仍存在一些挑战，如标准化问题、血管化程度有限、伦理考量以及工业化和临床应用的可扩展性问题。展望未来，整合干细胞生物学、生物工程和计算方法的跨学科努力有望推动类器官技术的发展，使其成为更加成熟且生理特性更一致的模型。类器官有潜力成为生物医学研究中的核心工具，架起体外研究与个性化医疗、药物开发和再生疗法临床应用之间的桥梁。

图形摘要

此图片的替代文本可能是通过人工智能生成的。

类器官是一种微观的3D结构，它们类似于真实的器官，是在体外由干细胞组装而成的。自2009年荷兰的Hans Clevers团队成功培养出肠道干细胞并生成肠道结构以来，类器官技术发展迅速，目前已建立了针对大脑、肝脏、肠道、肾脏和骨骼等器官的培养方案。这些微器官模型保留了原始组织的细胞异质性、组织特异性结构和遗传背景。与传统二维培养相比，它们提供了一个更具生理相关性的研究平台。本文综述了类器官的生成策略，主要将其分为无支架和有支架两种方法，并详细介绍了大脑、肝脏、肠道、肾脏和骨骼类器官的具体生成方案。此外，本文还强调了生物工程领域的创新，如器官芯片系统和3D生物打印技术。这些技术可以提高类器官的成熟度、血管化程度和可重复性。文章还广泛讨论了类器官在生物医学中的应用，包括体外疾病模型、传染病研究、癌症研究、药物筛选和毒性测试、组织工程以及与年龄相关的疾病研究。尽管类器官具有巨大潜力，但仍存在一些挑战，如标准化问题、血管化程度有限、伦理考量以及工业化和临床应用的可扩展性问题。展望未来，整合干细胞生物学、生物工程和计算方法的跨学科努力有望推动类器官技术的发展，使其成为更加成熟且生理特性更一致的模型。类器官有潜力成为生物医学研究中的核心工具，架起体外研究与个性化医疗、药物开发和再生疗法临床应用之间的桥梁。

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