類器官(Organoid) 是來源于干細胞或器官原代細胞的三維細胞聚集體, 可分化和自組織形成具有人體相應器官的部分特定功能和結構。 由于類器官具有人源性,可模擬器官發(fā)育和形成,在體外長期擴增中具有基因組穩(wěn)定性,并能夠形成活體生物庫進行高通量篩選等優(yōu)勢,成為近年來備受關注的體外模型。
構建類器官的意義
01 模擬人類器官的結構和功能
類器官能夠在體外三維環(huán)境中自我組織,形成與人體器官類似的微小結構,并保留器官的某些關鍵功能。它們在很大程度上彌補了傳統二維細胞培養(yǎng)的局限,提供了更真實的生理和病理模型。
意義: 類器官可以更好地模擬器官的細胞分化、組織結構和功能性,幫助科學家深入理解器官的發(fā)育和功能,特別是在復雜器官(如大腦、肝臟、腎臟等)研究中具有極大的優(yōu)勢。
02 研究疾病機制
類器官為疾病研究提供了新的平臺,特別是在癌癥、感染性疾病、遺傳病等領域。利用類器官,可以模擬疾病的進展過程和病理變化,深入研究疾病的發(fā)生機制。
意義: 類器官能夠模擬疾病在器官層面的表現,如腫瘤形成、病毒感染后的組織反應等,為研究疾病的發(fā)病機制、發(fā)展過程及其治療提供了有力的工具。
03 藥物篩選與毒性測試
傳統的藥物篩選和毒性測試大多基于動物模型或二維細胞培養(yǎng),但這些方法無法完全反映人體內的藥物反應。類器官提供了一個更具生理相關性的體外平臺,可以更精確地預測藥物在人體中的效果。
意義: 類器官模型具有復雜的三維結構和細胞多樣性,能夠模擬藥物代謝和毒性反應,從而加快藥物篩選過程,減少藥物研發(fā)中的失敗率,特別是在肝臟毒性、心臟毒性等方面有重要作用。
04 個性化醫(yī)療
利用患者自身的細胞構建個體化的類器官,可以用來測試患者對不同藥物的反應,從而為個性化醫(yī)療提供可能。特別是在癌癥治療中,類器官能夠模擬腫瘤的微環(huán)境,幫助選擇最有效的治療方案。
意義: 類器官使個性化醫(yī)療成為可能,通過構建患者特異性的疾病模型,可以預測患者對不同治療方法的反應,有助于制定更加精準的治療策略,提高治療的效果。
05 再生醫(yī)學和組織工程
類器官技術在再生醫(yī)學中具有重要應用潛力。通過類器官,可以研究器官再生的機制,甚至未來可能用于器官移植和組織修復。
意義: 類器官為組織修復和再生提供了新的思路,有望在未來幫助解決器官短缺問題,推動組織工程的發(fā)展,甚至可能用于創(chuàng)建完整的器官進行移植。
06 替代動物實驗
動物實驗在生物醫(yī)學研究中至關重要,但存在倫理問題和物種差異。類器官技術為減少動物實驗提供了可行的替代方法,特別是在藥物測試和毒性評估方面。
意義: 類器官可以替代部分動物實驗,更接近人類生理環(huán)境,幫助減少動物實驗帶來的倫理問題,同時提高實驗結果的精確性和人類相關性。
類器官構建方法,主要有3種:3D細胞培養(yǎng)、3D生物打印、器官芯片
原文地址:https://wiki.biokingdom.top/zh/application-organoid