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Cell 子刊 | 全新「功能性」类器官构建方案，IF 100+ 一作手把手教学
536 人阅读发布时间：2025-04-18 09:53
近日，密歇根大学研究团队在 Cell stem Cell 发表新研究，提出一种新的肠道类器官制备与培养方法，并结合类器官成像技术，发现基于 Epiregulin（EREG）的肠道类器官具有较强的分化能力，体外微流控和体内移植实验均表现出人肠道类似的功能。为疾病模型构建、药物筛选和再生医学研究提供新的依据[1]。
图 1. EREG-HIOs 可在体外自发生长，并形成多种细胞类型
针对不同的组织器官类型，类器官的制备和培养方法有所差别。那么，如何结合实验需求，选择并制备合适的类器官模型？在培养和药物筛选过程中，如何动态评估类器官的体外分化和功能变化？类器官模型在疾病建模、组织再生以及疾病治疗中有哪些应用？
为了帮助大家更好地了解类器官制备流程和培养方法，安捷伦联合丁香园于 4 月 22 日开展《类器官研究全攻略：从创新制备、培养到分析应用》线上专题讲座。特邀中山大学蒋盛威副教授，针对类器官的创新制备方式（3D 打印，微流控，芯片技术等）、培养类器官技巧与要点以及疾病研究中的应用以及新进展等内容逐一讲解，分享研究经验。此外，安捷伦技术专家林鹤鸣将深入介绍如何通过多维度高通量活细胞检测技术进行检测与筛选。直播最后设有一对一问答环节，内容丰富，干货满满，赶快上车吧！
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干货分享：类器官制备方法分类与应用
1. 自组织三维培养：
利用干细胞或祖细胞的自组织能力，在三维培养环境中自发形成类器官结构。
1）基质胶悬浮培养：将细胞嵌入富含细胞外基质成分的胶状环境（如 Matrigel）中，提供物理支持和生化信号。
2）生长因子调控：通过添加特定信号分子（如 Wnt、EGF、Noggin）激活或抑制关键通路，引导细胞定向分化。
应用：广泛用于肠道、脑、肝、肾等类器官的构建。
2. 生物材料辅助：
使用天然或合成的生物材料作为支架，模拟体内细胞外基质（ECM），引导细胞生长和空间排列。
1）天然材料：胶原蛋白、透明质酸、脱细胞器官基质等。
2）合成材料：聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等可降解高分子材料。
应用：提供可控的机械性能和化学信号，适用于复杂器官结构的构建（如血管化组织）。
3. 3D 生物打印：
通过生物打印机将细胞与生物墨水（含生物材料）逐层沉积，构建预设的三维结构。
1）挤出式打印：适用于高密度细胞和黏稠材料。
2）光固化打印：利用紫外光固化水凝胶，实现高精度结构。
3）喷墨打印：快速但细胞存活率较低。
应用：个性化复杂类器官（如肿瘤模型、心脏类器官）。
4. 微流控与器官芯片技术：
将类器官培养与微流控系统结合，模拟体内的动态微环境（如血流、机械力）。
1）动态培养：通过微通道控制营养输送和代谢废物排出。
2）多器官集成：在单一芯片上连接多个类器官，模拟器官间相互作用（如肝-肾芯片）。
应用：药物毒性测试、疾病机制研究（如肺纤维化、血脑屏障模型）。
5. 基因编辑类器官技术：
利用 CRISPR/Cas9 等基因编辑技术引入特定突变，改变类器官的发育和功能，构建类器官模型。
应用：癌症等疾病建模，研究特定 DNA 突变相关的生物学机制。
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参考文献：
[1]. Childs CJ, Poling HM, Chen K, et al. Coordinated differentiation of human intestinal organoids with functional enteric neurons and vasculature. Cell Stem Cell. 2025 Apr 3;32(4):640-651.e9. doi: 10.1016/j.stem.2025.02.007.
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