类器官研究进展及应用

类器官是一种新型体外研究模型,由干细胞或肿瘤细胞在三维培养条件下自我组装而成。它能够高度模拟原位组织的生理结构和功能,经长期传代保持遗传信息的稳定,因此类器官在构建疾病模型、药物筛选及个体化医疗等方面具有广阔前景。目前,食道、胃、肠、肝、胰、前列腺和乳腺等结构的类器官和相应的肿瘤类器官均已面世,开拓了体外培养的新平台。本文将对类器官的类型及其在生物医学领域的应用做一综述。     

类器官在癌症基础研究和临床转化中的应用

类器官是成体干细胞或多能干细胞体外三维培养形成具有特定结构的组织类似物,与对应的器官具有高度相似的组织特性和生理功能。肿瘤类器官能够很好地保留癌症患者体内肿瘤的组织学和突变特征,在构建肿瘤类器官样本库、重建肿瘤微环境、研究肿瘤的发生发展机制以及制定个性化治疗方案和药物筛选等方面发挥了重要的作用,但目前仍存在着一些因素限制了肿瘤类器官的进一步发展。综述类器官技术在肿瘤基础研究和临床转化中的应用及面临的挑战,并对未来肿瘤类器官的发展方向予以展望。     

高通量自动化类器官芯片研究进展

类器官是利用干细胞的自更新和自组织能力在体外构建的三维多细胞培养物,其复现了对应器官或组织的关键结构和功能特征,为发育生物学、再生医学、疾病建模和药物开发等领域提供了理想的体外模型和研究平台。然而,传统的类器官培养体系依赖于手动操作,培养流程较为繁琐,且培养物个体差异和批次差异较大,成为限制类器官转化和应用的重要原因之一。因此,工程化类器官培养体系通过引入微流控芯片技术来提升类器官培养体系的通量和自动化程度,对于实现类器官大规模、均质化、标准化培养具有重要意义。该文综述了高通量自动化类器官芯片的研究进展,并探讨了类器官培养通量和标准化的主要限制性因素和潜在挑战。     

子宫内膜上皮细胞类器官在生殖领域的研究进展

近年来,子宫内膜上皮细胞类器官研究在生殖领域取得了显著进展。传统的二维细胞培养模型和动物实验难以准确还原子宫内膜的三维结构和生理功能,从而限制了对子宫内膜上皮细胞正常生理机制和相关疾病机制的深入研究。新兴的类器官技术为此提供了新途径,子宫内膜上皮细胞类器官通过干细胞或前体细胞在三维培养基中自行组织形成,成功地高度还原了在体子宫内膜腺体的特征。这种类器官模型不仅能够模拟子宫内膜上皮细胞在不同周期阶段的生理变化,还能够模拟囊胚与子宫内膜之间的复杂互动过程。此外,子宫内膜上皮细胞类器官系统为生殖领域的基础研究和临床研究提供了重要工具,包括生殖相关基础研究、疾病机制探索、药物筛选及靶向治疗研究等。这些研究可为深入了解子宫内膜的生物学特性、疾病机制以及相关疾病的治疗策略提供全新的思路和方法。     

用于药物毒理学评价的器官芯片认证和验证研究进展

随着科学技术的发展,肝脏、肾脏、肺、心脏等单器官芯片模型及多器官芯片模型不断出现,但如何准确评价器官芯片的性能,推动其向药物研发及注册监管的应用仍是当前面临的挑战。为了能够更好地了解器官芯片在药物毒理学研究中应用的法规要求,总结了国际上主要药品监管机构开展的器官芯片认证和验证工作的现状,通过解读国际专家共识并结合目前研究进展,就器官芯片的监管工作提出了几点建议,以期为后续器官芯片在药物安全性评价研究中的应用提供参考。     

脑类器官技术及在脑卒中治疗中的应用进展

脑类器官是一种由胚胎干细胞(ESCs)或诱导多能干细胞(iPSCs)诱导产生的三维神经培养物,能够模拟人脑的结构和功能。随着脑类器官培养技术的不断优化,并与器官移植、基因编辑和类器官芯片等新兴技术相结合,产生了功能性血管结构和神经回路等复杂脑组织结构,为研究人类大脑发育和疾病提供了新方法、新思路。就脑类器官技术的最新进展进行综述,阐述了其在神经系统疾病中的应用,以及在脑卒中建模和移植治疗中的进展。     

器官芯片技术在药物毒理学领域的研究现状及应用前景

传统的药物毒理学研究多以实验动物为研究对象,但动物试验易受多种因素影响,难以完全模拟药物在人体内的毒性反应,在预测药物毒性方面存在缺乏灵敏度和特异性等问题。器官芯片技术通过构建心、肝及肾脏等器官芯片,开展体外毒理学评价,在药物毒理学领域日益受到关注。文章对国内外器官芯片技术在药物毒理学领域的研究现状、存在的挑战及应用前景进行综述,为该技术的发展和应用提供参考。     

3D类器官心脏肥大模型的建立及在心血管病治疗中药作用机制解析中的应用

与传统二维(2D)单层培养模式相比,三维(3D)类器官培养能更好地模拟器官组织的生理及病理状态。本研究利用1～3天新生大鼠心脏成纤维细胞(CFs)、心肌细胞(CMs)和内皮细胞(ECs)构建了3D心脏类器官体。动物实验方案经天津中医药大学实验动物福利与伦理委员会审查,符合相关规范。通过观察类心脏直径和搏动情况确定了最佳接种细胞数和培养时间。通过荧光染色对其层次结构和类心脏功能进行评价,发现细胞数为1×104构建的类心脏微球不仅培养34天后仍可自发性搏动且保持特征细胞层次结构。基于此类心脏微球用苯肾上腺素(PE)为诱导剂构建了心脏肥大模型,并通过线粒体质量、细胞内Ca2+浓度、线粒体膜电位等指标进行评价。为进一步验证所建立模型可用于防治心肌肥大药物的筛选,本研究选用冠心宁注射液(GXNI)进行评价。结果表明GXNI显著逆转了PE导致的心脏微球面积和直径变大,以及线粒体质量、细胞内Ca2+浓度的增加和线粒体膜电位的降低,并减弱心钠肽(ANP)、脑钠肽(BNP)和β心肌肌球蛋白重链(β-MHC)的表达上调。本研究成功建立了诱导心脏肥大导致心脏重塑的3D类心脏体外模型,在此体系中,心脏球状体具...     

类器官和器官芯片在新药评价中的应用及国内外监管现状分析

非临床研究是评价新药有效性和安全性必不可少的环节，但是超过90%的候选药物在进入临床研究后遭遇失败，其中一个主要原因在于非临床阶段的二维细胞模型及动物模型的局限性，无法准确预测药物在人体内的作用。近年来各类新技术不断涌现，其中类器官和器官芯片等仿生技术因其能够模拟人体器官的部分或关键功能，为解决该问题提供了新的技术，逐渐应用于新药评价中。但如何评价和验证类器官模型的可靠性、科学性和适用性，推动其在新药评价中的应用，是目前国内外监管机构面临的监管科学难题和挑战。本文介绍了类器官和器官芯片的技术进展及其在新药评价中的典型应用，分析了国内外相关药品监管机构的政策法规和监管行动，以促进此类新技术在新药评价中的应用，并为其行业标准制定及监管科学发展提供参考和指导。     

类器官在儿童遗传性疾病中的应用研究进展

类器官是高度保留其来源组织器官特性的体外3D组织培养物,在生物医学领域得到了广泛的应用。类器官可以作为研究疾病的体外模型,有助于进一步了解疾病的病理生理和分子机制,为遗传性疾病的个性化治疗提供了技术支撑。该文将围绕类器官技术在儿童遗传性疾病中的应用,着重介绍其在模拟疾病模型、矫正遗传缺陷、个性化治疗方面的优势及潜在的发展前景,以期为后续研究提供参考。     

基于淋巴类器官的抗体药物代谢替代技术研究现状

抗体药物具有相对分子质量大、亲脂性差、膜通透性有限以及高度特异性等性质。其吸收、分布和消除过程区别于传统的小分子药物，与淋巴器官密切相关，容易产生免疫原性。淋巴类器官芯片是以淋巴系统为基础、以微流控芯片技术为核心的微型细胞培养装置，是一种更具生理真实性的体外模型。与传统的二维细胞培养相比，类器官更接近体内细胞运动和多细胞间信号交流的状态；与动物实验相比，类器官更符合伦理学要求，且能够更好地预测药物与人体的相互作用，有望对传统药代动力学评价系统加以补充和完善，从而获得更加客观真实的生理药物代谢评价结果。本文综述了基于淋巴类器官的抗体药物代谢替代技术研究现状，主要包括淋巴类器官的研究现状及其对于抗体药物代谢研究的意义，包括淋巴类器官的抗体药代动力学替代研究和免疫原性替代研究，以期为相关药物研究提供新思路。     

全球心血管药物研发动态

在全球范围内,心血管疾病仍然是死亡的元凶。因此从流行病学角度看,心血管疾病是公共卫生关注的重要领域。文中从心血管疾病的现状、心血管药物市场分析、心血管药物研发现状等方面对全球心血管药物研究的全景进行了详尽分析,分析了当前心血管药物研发领域更具挑战的环境,如重要产品的溃败以及研发面临的困难等,同时也指出尽管研发环境不容乐观,心血管疾病治疗领域仍然是最可获利的市场领域,通过开发独特创新机制药物、采用新技术以及开发新的复方制剂,心血管药物的开发前景仍然十分广阔。另外,还对心血管药物几个重大领域(抗凝剂、抗动脉粥样硬化药物、抗高血压药、抗心力衰竭药、抗心绞痛药、抗心律失常药)的最新研发动态及重要的在研药物进行了综述。     

抗真菌药物的研究进展

抗真菌药物的应用与开发已成为从事抗感染治疗的医师和研究工作者所关注的重点课题.本文从抗真菌药物的作用机制、结构特点、已上市品种的评价及抗真菌药物的研发趋势进行了比较详细的论述,在对现有的氮唑类、多烯类、丙烯胺类、棘球白素类和嘧啶类抗真菌药物论述的同时,详细介绍了氨基酸类和Sordarin类等新抗真菌药物的研发情况,并就组蛋白脱乙酰基酶抑制剂、基因组学和生物膜研究方面对抗真菌药物的研发趋势进行了归纳.     

改善心力衰竭能量代谢的潜在药物研究进展

心力衰竭（HF）是一个全球性的公共卫生问题,发病率和死亡率都很高。研究表明,HF是由严重的能量代谢紊乱引起的,导致心脏能量供应不足。这种能量缺乏会导致心脏泵血功能障碍和全身其他器官能量代谢的衰竭。针对HF的疗法主要通过降低心率和心脏前负荷和后负荷、对症治疗或延缓疾病的发展来发挥作用。然而,针对心脏能量代谢的药物却尚未研发出来。本文概述健康心脏中能量代谢的主要特征、HF期间的代谢变化,并讨论通过能量代谢来改善心脏功能的药物,为治疗HF药物的研发和应用提供新的研究方向。     

子宫内膜类器官研究进展

子宫内膜周期性改变过程中的失调均可导致子宫内膜相关疾病的发生、发展，从而影响妇女健康。目前，由于缺乏表征子宫内膜发生、发展特性的研究模型，子宫内膜疾病发病机制研究和治疗药物开发受到一定限制。类器官是一种干细胞来源或原始组织来源的三维培养细胞群，由于其遗传特征、组织学特征、生物学特征与原始组织、器官的一致性，可代表来源器官或组织的功能。可传代扩增的子宫内膜类器官研究模型能保持基因组稳定性，弥补了传统细胞与动物模型的不足。该文综述了子宫内膜类器官模型的优势及其组织学特征、遗传学特征、生物学特征及其相关应用。     

皮肤类器官与皮肤芯片在药品及化妆品原料毒性测试中的应用进展

随着药品及化妆品新原料和新剂型的不断出现,亟需能够满足当代药品及化妆品新原料测试需求的新模型新方法。介绍了药品及化妆品原料毒性测试中的体外皮肤模型发展现状,列举了皮肤类器官和皮肤芯片在药品、化妆品原料毒性测试中的应用实例,并结合我国法规和监管现状对类器官与器官芯片模型的验证及标准化提出了建议,最后对皮肤类器官和皮肤芯片作为原料毒性测试工具可能在监管决策中发挥的作用进行了展望,以期为此类新型复杂体外模型的研发和应用提供建议。     

类器官在前列腺癌相关研究中的作用探索

类器官作为新一代临床前肿瘤模型,其建立对于揭示肿瘤生物学特性及探索对肿瘤患者有效的治疗方法具有重要意义。前列腺来源的类器官临床前肿瘤模型更是在前列腺肿瘤生物学特性研究和抗肿瘤药物筛选中发挥了巨大作用。当前普遍且成熟用于构建临床前前列腺肿瘤模型的方式有2 种：一种是前列腺肿瘤细胞株培养,另一种是人源性前列腺肿瘤组织异种移植。这2 种模型在前列腺癌基础研究与抗前列腺肿瘤药物筛选方面具有很高价值,但仍存在诸多无法回避的问题与劣势。最新研究构建的第三类临床前肿瘤模型——类器官或可解决当前2 种模型所存在的弊端。本文就类器官在前列腺癌相关研究中作用的研究进展作一综述。     

药物毒理学研究中体外替代试验研究现状及展望

药物的安全性和有效性是药物研发成功的决定因素,而药物毒性是终止药物研发的关键因素之一。相关监管指南和指导原则为利用动物进行毒理学研究及生物测试或其他相关试验制定了基本标准。动物体外替代试验不仅遵守了国际上提倡的“3R原则”,也符合毒理学学科发展、社会经济发展及新药研发的要求。动物体外替代试验已成为21世纪毒性测试的重要方向,毒性测试的重点将集中在敏感性终点的选择与评价、细胞-反应网络、高通量与中通量筛选方法的构建及应用、作用机制及作用模式、毒性通路以及系统生物学效应等方面,并且已获得药物研发领域广泛的支持和监管部门的认可,具有广阔的发展前景和重要的应用价值。     

肿瘤类器官的研究进展及应用

肿瘤类器官（PDO）是利用基质胶或者生物材料将病人来源的肿瘤组织进行三维培养后建成的体外肿瘤组织。近十多年来PDO迅速发展,作为新型体外肿瘤研究模型,它能更好地保持人肿瘤细胞的遗传特性,真实还原肿瘤的高度异质性以及模拟体内肿瘤微环境。本文就肿瘤类器官研究现状、在肿瘤研究领域的应用及目前存在的问题等方面进行综述,为后续研究提供参考。     

临床药物个体化治疗技术体系研究进展

临床药物个体化治疗是精准医疗的重要组成部分,代表现代医学的最新发展趋势,旨在保障患者用药安全、有效和经济.近年来随着分子生物学、基因组学和生物信息学技术的进步,临床药物个体化治疗已开始利用药物基因组学、治疗药物监测等技术获得一些良好的治疗效果,新兴的类器官技术也在肿瘤药物治疗领域崭露头角.综述临床药物个体化治疗技术体系...