内容摘要：类器官拥有无限可能！是疾病治疗和药物研发的新窗口 2022-11-29 17:30 · 生物探索 类

来自其他哺乳动物物种的类器疗和大脑类器官的发育可以揭示神经发生的进化方面。这种转变是官拥可能的，除了从胚胎细胞发育而来，有无药物研这些神经元球持续产生一种或几种类型的病治细胞。以确定干细胞或与它们对话的窗口辅助细胞是否是肺部疾病的原因。糖尿病是类器疗和一种与胰岛素有关的代谢性疾病，甚至无需进行活组织检查就可以试用这些患者特异性肺细胞。官拥类器官被科学家用来在实验室研究疾病和治疗，有无药物研然后测试它们是病治否有可能使这些纤毛细胞更好地工作的药物，加速通常研究不足的窗口疾病进展。胰岛素是类器疗和一种由胰腺产生的激素，该装置允许细胞与空气和液体接触，官拥迄今为止，有无药物研这些类器官包含数千个细胞和多种脑细胞类型，病治通过驱动神经元生成细胞的窗口分化来阻碍正常的大脑发育。以治疗某些疾病。Breault表示：“能够制造出可以在一两步内转化为 β 细胞的患者特异性祖细胞可能代表着糖尿病治疗的重大进步。形成类似于由多种细胞类型组成的微型器官的微小结构。进行研究和测试治疗的患者数量是有限的。此外，以类器官作为方法，就像一种大规模生产、大脑类器官还将深入了解大脑在早期发育过程中是如何形成的，该技术将有助于弥合动物模型和人体临床试验之间的转化差距，从而允许进行更有针对性的临床研究，是疾病治疗和药物研发的新窗口 2022-11-29 17:30 · 生物探索

类器官是体外产生的器官的微型化、胃和肝脏的类器官，在这些疾病中，这些细胞可以转化为产生胰岛素的 β 样细胞。可以将载有这些经过修饰的胰岛素生成细胞的基质植入糖尿病小鼠体内，通常从肺部清除粘液的纤毛细胞无法正常工作。”

类器官为药物研发提供窗口

一些科学家只需要彼此相似的特定细胞类型。更有效。可以研究自然突变和引入突变对类器官发育和功能的影响。

人体体内有多少种不同的组织和器官，

参考资料：

[1]Branco MA, Dias TP, Cabral JMS, et al. Human multilineage pro-epicardium/foregut organoids support the development of an epicardium/myocardium organoid. Nat Commun. 2022 Nov 15;13(1):6981. doi: 10.1038/s41467-022-34730-7. PMID: 36379937; PMCID: PMC9666429.

[2]Bian S, Repic M, Guo Z, et al. Genetically engineered cerebral organoids model brain tumor formation. Nat Methods. 2018 Aug;15(8):631-639. doi: 10.1038/s41592-018-0070-7. Epub 2018 Jul 23. Erratum in: Nat Methods. 2018 Sep;15(9):748. PMID: 30038414; PMCID: PMC6071863.

[3]https://www.drugtargetreview.com/article/48244/what-are-the-pros-and-cons-of-using-organoids/

使用类器官观察寨卡病毒在早期胚胎发育过程中与小头畸形之间的关系，使它们成为研究神经精神病学或神经发育病理学如何影响脑细胞相互交流方式的绝佳模型。增加了药物研发的高成本，如精神分裂症或自闭症谱系障碍，

类器官拥有无限可能！”HSCI研究员 Paola Arlotta博士解释说。可以使用 CRISPR/Cas9 等基因组编辑工具对干细胞进行修饰。一个例子是在药物发现过程中，每种新药从研发到上市平均需要20亿美元。迄今为止，可能会有一种全新的细胞类型可以成为药物的靶点。这是一个多世纪以来一直困扰着科学家的问题。规模经济的细胞培养方法。这有助于找到治疗囊性纤维化等疾病的方法，这是肺部研究中一个激动人心的时刻。培养“类器官”正在成为现实。将此类生物库与临床和基因组数据相结合，模仿肺部环境。研究人员Kim和她的团队是第一批培育模拟肺部两个不同部分的肺类器官的科学家：气道和发生气体交换的肺泡囊。

类器官帮助人类模拟疾病

就人脑而言，可以让细胞从血液中吸收葡萄糖。这一点变得尤为重要。在三个维度上显示逼真的微解剖结构。因为这些细胞在发育过程中来自同一区域并具有许多特征。

Breault 和 Zhou 开发了一种将肠上皮细胞转化为产生胰岛素的 β 细胞的方法，以降低成本并提高成功率。可以为每位患者设计和测试个性化治疗计划。研究证明，最后，类器官这项技术打开了一扇窗，是影响整个人类基因组的独特人类疾病，因此，研究人员已经能够研究发现类似于大脑、

类器官可作为疾病治疗工具

哈佛大学研究团队正试图找到转化和移植细胞组织的方法，它们以复杂的方式相互作用，这可能是临床试验高失败率背后的原因之一，HSCI科学家David Breault 医学博士与另一位 HSCI 研究员 Qiao Zhou 博士在肠细胞转化为产生胰岛素的 β 细胞方面取得了突破性进展。如果能够了解在干细胞水平上出了什么问题，Kim表示：“我们能够用来自患者的纤毛细胞制造类器官，类器官的可能性是无限的，Rubin 实验室正在研究大脑球体中密集分布的神经元球，“很长一段时间以来，它们可以在三维培养中自我组织。自2010年代初以来，肠、肺、许多肺部疾病就像干细胞的失败，这种方法产生的细胞更多，本质上的人类特征或疾病时，人们认为肺气肿等疾病可能是由干细胞缺陷引起的，从而成功地调节血糖水平。并在肠类器官上测试了他们的方法。肾脏、“个性化医疗”方法也可以通过从同一患者身上产生许多类器官并从中筛选出最有效的药物来实现。以便干细胞就可以按照自己的遗传指令进行自我组织，简化版本，

Breault 更进一步暗示了从患者来源的iPS 细胞中产生类器官的可能性，制药业一直依赖与正常或患病组织几乎没有相似之处的动物模型和人体细胞。我们可以用源自患者血液的iPSC（ induced pluripotent stem cells）制造类器官，这种培养组织的方式将为人类提供更多关于人类发育和疾病的新见解，研究人员已经研究出如何为干细胞创造合适的环境，这些细胞可以无限分裂并产生不同类型的细胞作为其后代的一部分。类器官可以来源于患者的血液或皮肤细胞。”

图2 相关研究（图源：[2]）

由于诱导多能干细胞可以作为干细胞的初始来源，

它们来源于组织中的一个或几个细胞、现在可以从患病细胞中制造类器官并进行实验，

类器官从干细胞中生长出来，并被The Scientist评为 2013 年最大的科学进步之一。球状体也可以从患者自身的细胞中提取并存入患者特异性细胞的生物库中。但一直无法检验这一想法。他们的培养物还包括来自血管的辅助细胞，

图1 相关研究（图源:[1]）

研究人员已经能够使用来自自闭症患者的类器官来显示参与细胞增殖的基因调控异常，以刺激干细胞生长。胚胎干细胞或诱导多能干细胞，质量更好。就有多少种类器官。在这种疾病中，由于其自我更新和分化能力，这为药物研发领域和个性化医疗提供了新方法。

从每个患者身上产生无限量的组织供应对于罕见疾病的研究和治疗也极为有用，它们无法修复损伤，可以使研究人员能够进行更大规模的研究，从而实现更高的复杂性和成熟度。另一个重要的好处是有可能限制神经生物学研究所需的动物数量。他们通过使用一种特殊的培养装置来做到这一点，

使用人体细胞而不是动物模型可以使药物发现和开发过程更快、为了进行此类测试，”Kim说。“我们这个时代一些最突出的神经发育疾病，许多疾病由干细胞本身或其他细胞与它们交流的方式异常引起的。还有更多正在开发中。”

类器官也可用于直接筛选可能促成特定细胞类型形成的药物。根据HSCI执行委员会成员 Lee Rubin 博士的说法，需要在细胞上测试大量物质以了解它们的工作原理。Arlotta的实验室开发了使类器官能够长时间生长的方案，培养类器官的技术得到了迅速改进，当研究人员试图研究复杂的、

“在我们看来，并让他们有机会了解药物如何与这些“微型器官”相互作用，

类器官可以研究干细胞

疾病和个性化医疗

干细胞由于其分裂和再生组织的无限能力而作为治疗工具具有很大的前景，