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类器官研究为生物医学的发展做出重大贡献2024-10-30 08:27:27

类器官是指利用成体干细胞或多功能干细胞进行体外三维培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物,尽管类器官并不是真正意义上的人体器官,但是能在结构和功能上模拟真实器官,并且能够长期稳定传代,因此也被称为微型器官。类器官发展的历史可以追溯到20世纪70年代,Howard等发现原代人类角质形成细胞和3T3成纤维细胞共培养形成类似于人类表皮的层状鳞状上皮集落,其中基底层细胞增殖,而上层发生了角质化。但是该研究与传统的细胞培养相似,细的生长是在二维层面,并未从三维层面深究细胞与组织、器官的内在联系。

2007年,Hans团队通过谱系示踪实验发现了小肠和结肠中的Lgr5+干细胞;到了2009年,Sato等开发了一种3D培养物来重建肠道干细胞的体外环境的方法,通过这种方法,获得了微型肠道类器官,每个类器官都源自肠上皮的片段,甚至是单个Lgr5+干细胞。肠道类器官的产生在类器官的发展史上具有里程碑级的意义。得益于基础医学和3D培养技术的发展,科学家们先后培养出了脑、心脏、肾脏、肝脏、胆囊、胰腺等相应的类器官。现如今,类器官广泛地应用于疾病建模、药物毒性检测、肿瘤建模与抗癌药物研发、基因和细胞疗法等领域。
 
类器官研究为生物医学的发展做出了重大贡献,但是类器官仍存在局限性。缺乏功能性的血管系统、神经系统与免疫系统是类器官的缺点,这些缺点使类器官无法更真实地模拟体内器官。人体器官组织的正常运转离不开血管的生理功能,血管是氧气和营养物质的供应管道,所有生长在氧气扩散极限之外的生物体都严重依赖血管系统才能生存。
 
出自《血管化类器官的研究进展》作者:孙云雷,赵振营,曹月娟.