2019年2月7日发表于新英格兰医学杂志（New England Journal of Medicine，NEJM，IF=79）的一篇名为“Organoids — Preclinical Models of Human Disease”的综述，在102篇参考文献的基础上，汇总了当下类器官领域重要研究，详细阐述了类器官的发展、特点、应用及其潜力，将类器官推到了一个新的关注高度。 类器官可来源于三种细胞类型：体细胞，成体干细胞（包括祖细胞），多能干细胞。其中，体细胞来源的类器官培养过程中存在较多局限性，因而文中重点讨论了两种干细胞来源的类器官。 类器官培养的突破性进展是2009年Clevers教授团队了成体小肠中存在干细胞，并可在体外通过“自器官化”发育成小肠类器官。此后，科研工作者们对不同组织、不同培养条件的类器官培养进行了大量探索。 自Sato教授利用上皮组织成功建立了小肠类器官模型后，许多重要器官的上皮组织来源类器官模型也相继建成（表1），生殖泌尿系统的类器官模型也取得了成功。 相比于传统的二维细胞培养和动物模型，这种具有三维结构的体外模型避免了动物实验的复杂性，不仅更能展现其来源器官的细胞结构和行为，还能保持基因表达的稳定性，并且，结合前沿的实时成像技术，使这一模型的优点淋漓尽致地发挥出来（图1）。 多能干细胞来源的类器官和成体干细胞来源的类器官不同，因多能干细胞可以再生并分化成任意一种细胞类型，因而如何多能干细胞定向分化，是利用其建立类器官模型建成的关键。研究者们模拟胚胎发育过程的特点，为多能干细胞创造了更易生长的微。 文中列举了许多不同类器官的研究实验，如上皮层神经类器官、脑类器官、肾类器官等，了不同类器官培养条件的差异化和复杂度（图二）。有趣的是，实验发现，多能干细胞来源的类器官从祖细胞到组织性的上皮细胞的分化过程，需要不同胚层细胞的相互作用。这一过程不禁让人想到体内器官形成过程中，间充质细胞和内皮细胞在上皮层形成过程中的作用。将这一想法运用到复杂的类器官的构建，不同胚层细胞相互作用可促进“自器官化”进程。 类器官应用前景广阔。从疾病研究角度来看，类器官可以为组织发育、内稳态和发病机制的研究提供更基础、更为功能化的指导，同时，也会为疾病诊断与治疗提供一种新思。 在用药筛查方面，源于原发肿瘤的肿瘤类器官，可将基因组学数据与肿瘤生物学有效结合，用于精准预测患者个体对不同治疗方案的应答。而对于新药开发和审批，利用细胞系和动物模型进行药物毒性筛选并不能准确预测药物在人体的不良反应，类器官的出现无疑打破了传统伦理的，为标准化筛选带来了。在基因和细胞季建业的情人马宁疗法检测领域，类器官可能成为未来可靠的细胞来源之一。 近日，美国食品药品监督管理局(FDA)开始利用三维“肝脏芯片”类器官模型来检测食品添加剂、营养补充剂和化妆品的肝脏毒性。但这种方法还需更多的研究，来进一步其安全性和有效性。 尽管目前类器官研究方面已取得部分进展，但该领域仍面临诸多挑战。随着生物工程技术的快速发展，更完整的结构和更标准的流程将逐步成为现实。 如果说2018年初，类器官被Nature Methods评为2017年年度技术，标志着科研领域的聚焦与肯定，那么，这篇NEJM上的重磅综述则意味着更多医学专家的认可和人们对可及未来的临床方面应用的强烈关注。科途医学作为类器官临床应用的者和开拓者，深知任重而道远。我们将致力于肿瘤类器官技术研发与临床，以提高中国肿瘤患者实际临床获益为目标，在人类征服癌症疾病的途中，脚踏实地，砥砺向前。 文章来源于弘易国际 |