撰写人：刘小宇

广大医药工作者们一直被新药研发的时间，成本，临床等问题所困扰；更有无数的人身患遗传病，慢性病无法根治；甚至近几年新冠病毒带着它的变异体们反复的冲击着世界安全卫生体系，改变着人们的日常生活。纷杂多变的世界带来了新的挑战，人们亟需另辟蹊径创造新型的生物医学模型来应对这些新型难题。

就在此时类器官（Organoids）应运而生，为解决医学难题提供了新的模型，为生物医药发展提供了新的解决思路和方向。

麻雀虽小，五脏俱全的“器官”

类器官（Organoids）又称微小器官（Mini-Organ），是一种由多能（胚胎或诱导）干细胞或来自不同器官的成体干细胞通过3D组织培养所形成的一种3D多细胞体外组织模型，包含一种以上与来源器官相同的细胞类型，可模拟其相应的体内器官或组织的部分功能，可用于体外研究该器官的生理功能等各个方面。
雪融之水成川河
 
在2009年，荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers博士成功将人类成体干细胞在体外培养形成具有增殖隐窝和高分化绒毛的小肠结构，证实LGR5⁺的小肠干细胞能够分化形成类器官，开创了类器官研究的时代。

此后日本、德国、美国的科研人员分别构建出肝芽、迷你肾和微型大脑，使该领域获得了国际的广泛关注，并被Science杂志评为年度十大科学突破。

2017年，Nature Methods将其确定为影响力最大的年度科学技术，在世界范围内掀起了研究热潮。
 
新型的3D模型

类器官源于干细胞培养技术包含干细胞的自我更新（self-renewal）和自我组织（self-organization）的能力，并表现出与起源组织相似的器官能力。是一种新型的3D细胞模型。所以它自然具有独一无二的优势：

1.与传统的2D静态细胞培养方式相比类器官与原代组织（Primary tissue）在组成和结构上相似，所以它包含少量基因组稳定、可以自我更新的干细胞，这些子代细胞谱系与原组织的细胞谱系相似。

2.类器官可以快速的扩增、便于冷冻保存、可以通过高通量去进行分析。

3.原发组织来源的类器官缺乏间充质/间质，为科研提供了不受局部微环境干扰的简化途径。

4.类器官是传统2D培养和小鼠模型之间的纽带，比单层培养模型更具有生理相关性，与小鼠体内模型相比更易于操纵生态位分布、信号通路和基因组编辑。

5.在药物筛选（Drug screening）中类器官可以重体现内环境，具有一定的组织结构和复杂性，具有更高的敏感性、异质性和稳定性，与传统的模型相比具有极大的优势。

6.类器官包含多种细胞类型，生成了更加紧密的细胞之间的生物通信，更直接的反映细胞间的相互影响、诱导、反馈。  
巨大的应用前景

1.新药研发一直令制药公司头疼。传统新药研发涉及“双十“规则：十年研发周期，耗资十亿美元。这里面的巨大投入常常让制药公司难以承受。
图表中代表的是10种美国食品药品监督管理局（FDA）批准上市的抗肿瘤药物的研发的成本，平均资金成本是7.2亿美元，时间五到十几年不等。

缓慢而巨大的时间投入和资金投入本就让传统新药研发举步维艰，再加上临床实验的高失败率，更是让制药公司们如履薄冰。谁都不想让自己的投入打了水漂，在这时，类器官就解决了传统制药的最终难题——临床实验的低通过率。

作为新型的类器官模型源自于干细胞或者体细胞的3D组织培养，比2D细胞培养更具整体性，比动物模型直观，又因为源于人体细胞，实验结果更能体现人类的器官生理反应。所以在临床实验之前构建使用类器官模型进行药物筛选可以预先检测潜在药物的疗效和副反应。让制药公司更好的选择进入临床试验的药物，有望将药物试验的通过率从10%提升到30%，显著降低了新药研发的成本，提高了临床实验的通过率。

2.类器官本身还具有巨大的治疗价值，可以运用到医学治疗之中。利用活体组织检查技术便可以构建与病人具有遗传相似性的类器官模型，构建个性化的药物功效测试，为患者提供精准的治疗方案。

在癌症方面，因为不同患者的癌细胞变异情况和结构情况全然不同。通过患者类器官模型的构建可以快速的确定患者病变组织的情况，甚至可以体外“练兵“去提前掌握患者的病变情况，知己知彼、对症下药。

2020年5月，德国癌症协会（DKTK）的Henner F. Farin研究团队开发的基于结肠类器官的CRISPR-Cas9基因筛选平台就是利用类器官进行体外和体内移植后肿瘤抑制基因的筛选鉴定。

 3.在COVID-19肆虐的现在，类器官的应用可以更早的帮助大家脱离苦海。

澳大利亚的亚彼得·多尔蒂感染与免疫研究所的研究人员利用人体干细胞在实验室培育出鼻粘膜类器官，以模拟和研究新冠新冠病毒感染人体后造成的影响。

因为新冠病毒入侵类器官的细胞的方式与它感染人体细胞的方式相同，所以通过构建类器官模型可以更直观的观察病毒入侵的机制原理，而且可以轻松的收集到病变组织样本，从而对找到新的方法和思路来解决新冠问题提供了巨大的帮助。

我们的网站

中国生物器材网一直致力于为生命科学、医学研究单位,大专院校,医院,疾控、生物工程,医药,检验检疫,农林,畜牧,食品,环保等行业提供最优质的服务。类器官作为生物行业的新兴热点具有巨大的发展前景，如果您感兴趣的话可以关注我们的网站www.bio-equip.com（中国生物器材网）。如果您需要掌握生物行业最前沿的资讯，构建最先进的生物医疗实验室，宣传自己的产品。请关注我们。