Celloger活细胞成像技术助力皮肤类器官的研究
2026-03-12 来源:本站 点击次数:31
皮肤类器官的发展历程
类器官（Organoids）这一概念最早由科学家在2009年提出，是指通过干细胞在体外三维培养条件下形成的、具有与相应器官类似结构与功能的“微型器官”。皮肤类器官作为其中的重要分支，发展相对较晚，但近年来进展迅速。
2013年起，研究者尝试利用人多能干细胞诱导出皮肤的多层组织；2017年，随着培养基配方与信号通路调控手段的优化，皮肤类器官开始出现毛囊和皮脂腺等结构；2020年，Lee 等人成功构建出具有毛发生长能力的皮肤类器官，为皮肤再生与移植提供了可能。至此，皮肤类器官已从最初的“二维皮肤片段”，逐步进化为具备多层次结构和功能的“迷你皮肤”。
皮肤类器官的研究与应用
皮肤不仅是人体最大的器官，还是第一道免疫屏障。类器官为皮肤科学提供了前所未有的研究平台，其应用主要包括：
尽管皮肤类器官具有广阔的应用前景，但其研究也存在挑战：
参考文献
Sato T, et al. (2009). Single Lgr5 stem cells build crypt–villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature, 459: 262–265.
Itoh M, et al. (2013). Generation of 3D skin equivalents fully reconstituted from human iPS cells. PLoS ONE, 8(10): e77673.
Toyoshima KE, et al. (2017). Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches. Nature Communications, 8: 15397.
Lee J, et al. (2020). Hair-bearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells. Nature, 582: 399–404.
Yang R, et al. (2022). Generation of skin organoids with hair follicles from human pluripotent stem cells. Nature Protocols, 17: 2060–2085.
Niehues H, et al. (2018). 3D skin models for psoriasis: exploring immune–epithelial interactions. Experimental Dermatology, 27(5): 501–508.
类器官（Organoids）这一概念最早由科学家在2009年提出，是指通过干细胞在体外三维培养条件下形成的、具有与相应器官类似结构与功能的“微型器官”。皮肤类器官作为其中的重要分支，发展相对较晚，但近年来进展迅速。
2013年起，研究者尝试利用人多能干细胞诱导出皮肤的多层组织；2017年，随着培养基配方与信号通路调控手段的优化，皮肤类器官开始出现毛囊和皮脂腺等结构；2020年，Lee 等人成功构建出具有毛发生长能力的皮肤类器官，为皮肤再生与移植提供了可能。至此，皮肤类器官已从最初的“二维皮肤片段”，逐步进化为具备多层次结构和功能的“迷你皮肤”。
皮肤类器官的研究与应用
皮肤不仅是人体最大的器官，还是第一道免疫屏障。类器官为皮肤科学提供了前所未有的研究平台，其应用主要包括：
- 发育与再生研究
- 通过皮肤类器官，可以追踪角质形成细胞、成纤维细胞、黑色素细胞等在皮肤发育过程中的分化与相互作用。
- 为毛囊再生、皮肤修复以及烧伤治疗提供实验依据。
- 疾病建模
- 在银屑病、特应性皮炎模型中，研究炎症环境对皮肤屏障功能的影响。
- 利用患者来源的皮肤类器官构建黑色素瘤、皮肤癌模型，用于研究癌细胞侵袭与免疫应答。
- 药物与化妆品筛选
- 模拟真实皮肤微环境，可评估新药对皮肤细胞增殖、分化及屏障功能的作用。
- 在化妆品领域，用于检测美白、抗衰、修复等活性成分的功效与安全性。
尽管皮肤类器官具有广阔的应用前景，但其研究也存在挑战：
- 结构复杂，难以通过传统方法实时观察；
- 培养周期较长，需要持续监测；
- 药物作用效果往往是动态过程，而终点检测无法完整捕捉。
- 可在培养过程中实时、无损地观察类器官的发育与变化；
- 借助多通道荧光，能同时记录细胞活性、代谢状态和凋亡情况；
- 结合自动化分析，实现对类器官大小、形态定量评估。
参考文献
Sato T, et al. (2009). Single Lgr5 stem cells build crypt–villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature, 459: 262–265.
Itoh M, et al. (2013). Generation of 3D skin equivalents fully reconstituted from human iPS cells. PLoS ONE, 8(10): e77673.
Toyoshima KE, et al. (2017). Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches. Nature Communications, 8: 15397.
Lee J, et al. (2020). Hair-bearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells. Nature, 582: 399–404.
Yang R, et al. (2022). Generation of skin organoids with hair follicles from human pluripotent stem cells. Nature Protocols, 17: 2060–2085.
Niehues H, et al. (2018). 3D skin models for psoriasis: exploring immune–epithelial interactions. Experimental Dermatology, 27(5): 501–508.
相关文章
更多 >