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类器官培养体系标准化及临床应用挑战类器官技术在对复杂2026-09-29 08:42:09

类器官技术在对复杂的骨髓生态位进行模拟时取得了突破性进展,为血液疾病的研究模式带来了革命性转变。早期的研究难以重现骨髓里血管、神经、骨细胞以及多种基质细胞间复杂的3D相互作用。近年来,利用诱导iPSCs定向分化技术,已能成功构建出一种集成化结构的类器官模型。该模型包含间充质干细胞和髓系细胞。通过精确控制细胞微环境中的活性氧水平并提升线粒体功能,类器官技术能够构建出高度仿真的BME。类器官造模的方法各有优缺点,因此根据研究目的选择细胞球状培养方法至关重要。

气液界面法操作简捷、利于细胞自组装成球,但难以精确控制氧梯度和营养供应,球体异质性高。浸没基质培养法可通过微孔或液滴实现较好的尺寸控制,适合高通量筛选,但基质胶批次差异大、成本高,且可能引入动物源成分,影响免疫兼容性。微流控技术能精细调控球体形态与排列,提升标准化水平,但设备依赖性强、通量低,不适用于大规模生产。未来类器官培养应着重优化培养体系,例如,诱导功能性人类造血干细胞生成并将患者特异性的iPSCs与个性化类器官芯片相结合,有望实现真正意义的个体化疗效预测以及治疗方案的制定。虽然应用前景广阔,但骨髓类器官的临床转化仍面临多重障碍。
 
血管化不足导致中心区易缺氧坏死,长期稳定性差,未来可结合微流控芯片或共培养内皮细胞构建预血管化结构。免疫兼容性方面,常用基质胶及异源细胞可能诱发免疫排斥,利用患者自体iPSCs并开发全人源、无动物源培养体系是关键方向。且类器官与宿主免疫系统的互作机制尚未阐明。标准化方面,需建立跨实验室的质量控制参数,并借助高通量成像与自动培养系统提升可重复性,以推动临床转化。此外,如何解决模型在长时间内的稳定性、实现大规模的生产,以及更为有效地整合像神经、脂肪这类辅助成分,仍是达成高通量药物筛选以及实现临床转化所必须克服的难题。
 
出自《类器官在血液肿瘤疾病中的应用进展》作者夏宇博,刘梦雪,王琰。