类器官的研究进展及应用前景

类器官（organoids）来源于自组织和自我更新的干细胞，是利用干细胞的自组织特性进行体外3D培养后形成的细胞团，与来源器官密切相关，再现了来源器官的三维细胞结构，并为探索来源器官的发病机制提供了新的模型。类器官系统是由自分泌、旁分泌或邻分泌信号调节下的细胞，或者外源性添加的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）底物、小分子和生长因子等衍生而来，这些因素的相互作用创造了一个动态的环境，指导干细胞的自我更新和分化，以及细胞在类器官中的自我组装。诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）重编程方法结合3D类器官工具，使患者来源的类器官作为动物模型和人类临床试验之间的桥梁，是对细胞研究和在体试验的补充。在研究来源器官发育、生物学和病理生理学方面，类器官不仅是一种比传统细胞培养更具生理相关性的体外模型，而且还是再生医学和个性化医学领域中的新模型，有望成为研究营养素、药物、毒物及毒素等的作用机制及药物的筛选、再生医学等领域的重要模型。总之，类器官技术的发展增强了人们对器官和组织生理生化功能的认知。作者对肠、脑、肺脏、肝脏、子宫、卵巢等类器官培养和应用的研究进展进行综述，以期为类器官相关科研及应用提供参考。