现如今，类器官无疑是非常火热的领域，国自然的资助力度也是一年比一年大，2023年有关类器官的资助项目达到了83个，有关该领域的文章在2024年更是达到了2664篇。我们不妨趁着这股热度，好好来认识一下类器官。
类器官是一种利用干细胞技术在体外培养出的三维细胞结构，它们能够模拟真实器官的某些关键特性，包括组织结构、功能和生物学复杂性，广泛应用于生物医学研究、疾病模拟、药物筛选和个性化医疗等领域。
类器官的原理基于干细胞的自我组织和分化能力，通过模拟体内微环境和提供必要的营养物质、生长因子以及生物物理线索，诱导干细胞在体外形成具有特定组织特征和功能的三维结构，从而再现相应器官的部分生物学特性。
通常来说，类器官的构建主要包括：选择干细胞源、细胞的分离与培养、在适宜的三维基质中促进细胞自组织形成类器官结构、通过添加特定的生长因子和信号分子引导细胞分化和成熟，以及对形成的类器官进行形态和功能上的评估和优化，以确保其能够模拟相应器官的关键特性。
图1：类器官构建流程
1.肿瘤微环境、免疫
MDA-MB-231 和 SUM159PT 乳腺癌细胞在人脑类器官中形成了肿瘤集落，并表现出更高的侵袭和扩增能力，类器官中乳腺癌脑转移样结构的产生将有助于研究培养中的人类肿瘤微环境。
图2：脑类器官的生成及其与乳腺癌细胞在 Eppendorf 管中的共培养。
2. 自身免疫疾病
研究者从完整的内镜活检组织中生成了气液界面十二指肠类器官，这些类器官将上皮与天然间充质和组织驻留免疫细胞作为一个单位保存下来，能够模拟特定疾病状态下的细胞和组织微环境，为研究自身免疫疾病的发病机制提供了一个强有力的实验平台。
图3：气液界面十二指肠类器官的培养步骤
3. 胚胎发育
研究者从人类胎儿脑组织中建立可体外长期扩增的类器官 FeBOs 拥有可靠的分子特征与细胞组成，并能在体外自组织成 3D 层级结构，可用于后续胎儿脑发育的研究。
图4：人类胎儿脑类器官模型的培养
1. hPSCs的培养和准备
- 使用100 µg/mL的Matrigel对培养板进行涂层，以维持hPSCs的生长，并将hPSCs培养在37°C、5% CO2的细胞培养箱中。
2. 前肠类球体的形成：
- 第1天：使用RPMI 1640培养基，添加100 ng/mL Activin A。
- 第2天：使用RPMI 1640培养基，0.2% FBS，100 ng/mL Activin A。
- 第3-4天：使用RPMI 1640培养基，2% FBS，100 ng/mL Activin A。
- 第5-9天：使用前肠分化培养基，包含10 µM SB431542、200 ng/mL Noggin、1 µM SAG、500 ng/mL FGF4、2 µM CHIR99021。
3. 前肠类球体的收集：
- 第9天，将Matrigel置于冰上，使用无菌剪刀或手术刀片切断p200移液管尖端，在24-well板中，将前肠类球体轻轻转移到含有Matrigel的1.5-mL离心管中。
4. 肺类器官或肺芽尖祖细胞类器官的生成：
- 人类肺类器官：在前肠基础培养基中添加1% (vol/vol) FBS和500 ng/mL FGF10，每3-5天更换培养基，每2-3周重新嵌入新鲜的Matrigel中。
- 肺芽尖祖细胞类器官：制备完整的肺芽尖祖细胞类器官培养基，包含50 µg/mL L-抗坏血酸、0.4 µM单硫甘油醇、10 ng/mL FGF7、50 nM ATRA和3 µM CHIR-99021，每3-5天更换培养基，每2-3周进行一次针刺传代。
以下列举了类器官的运用实例，大家想找参考时，不妨可以阅读这几篇文章，寻找一下思路。
1. 软骨类器官前体
2. 肾脏类器官
3.人脑类器官
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