心脏类器官的研究进展及其临床应用

心血管疾病是对人类健康的严重威胁,也是全球死亡的主要原因.传统的二维(two dimensional,2D)细胞模型及动物模型具有各自的局限性,不能完全适用于心血管疾病的发病机制及治疗研究.类器官是一种在体外三维(threedimension-al,3D)培养并模拟体内器官的细胞结构,可以更准确地保留体内细胞的生物学特...     

肝癌类器官的培养及应用研究进展

肝癌是临床常见的恶性肿瘤之一,但其发病机制尚未完全明确。目前肝癌研究模型可分为体内模型和体外模型两种。肝癌体内模型是指诱使肝癌发生在动物体内,体外模型则主要是传统二维培养的永生化癌细胞系,但其并不能反映细胞真实形态、肝癌微环境以及体内肝癌的空间结构等,无法真正模拟机体内肝癌发生环境,这或许是导致科研成果与临床应用不一致的原因,阻碍了人类攻破肝癌的进程。近年来类器官技术飞速发展,体外建立与机体内更相似的肝癌样器官有望成为研究肝癌发生发展机制的强有力工具。文章主要对肝癌类器官的培养及应用研究进展进行综述。     

类器官的研究现状及应用前景

类器官(Organoid)是应用体外三维(3-Dimensional,3D)培养技术建立的结构和功能上类似于器官的小型组织,具有组织自我更新及可长期培养的特点,在一定程度上模拟体内器官生理活动和病理变化,可成为精准医疗、器官移植、药物筛选、药物作用机制研究的理想体外载体。就类器官的生物学特点、分类、应用前景及研究发展现状进行评述。     

人脑类器官在神经发育疾病研究中的应用

人脑类器官是由人多能干细胞(hPSC)包括人胚胎干细胞(hESC)和人诱导多功能干细胞(hiPSC)衍生而来的三维组织,能模拟人大脑的结构和功能,作为神经发育疾病的体外研究模型独具优势.本文将对神经疾病体外模型建立和发展的历程、脑类器官在神经发育疾病研究中的应用、相关前沿技术和脑类器官技术的结合等进行综述和展望.     

类器官模型在结直肠癌研究中的应用

类器官是近年来逐渐兴起的一种新型研究模型,在疾病发展、药物筛选、新药研发、个性化医疗等领域应用前景广阔。近年来,结直肠癌类器官模型已较为成熟,本文对结直肠癌研究中的常见模型及其类器官模型的构建与应用现状作一综述。     

类器官技术在头颈部肿瘤中的应用进展

头颈部鳞状细胞癌是全球第六大常见恶性肿瘤,在我国发病率为135.1/10万.头颈部解剖复杂,临床表现多样,早期诊断困难,因此,早诊断早治疗研究探索空间较大.类器官(Organoid)是一种体外3D培养技术,与对应的器官拥有类似的空间组织及生物学功能,是一种较好的肿瘤研究模型.因此,头颈部鳞状细胞癌类器官逐渐受到重视,有...     

膀胱癌类器官模型的建立与应用进展

膀胱癌是临床常见的泌尿系统肿瘤,以顺铂为主的化疗是不可手术和转移性肌层浸润性膀胱癌的一线治疗方案,而由于化疗耐药的产生,很大一部分患者会化疗失败,导致肿瘤复发和进展。肿瘤类器官模型近年来已成为研究发病转移机制和用药敏感性的热点,其中膀胱癌类器官的成功建立是膀胱癌临床转化研究的重大突破,类器官与原发组织具有高度的遗传和表型一致性,这种特性可以帮助我们更好地理解膀胱癌的基因组学改变、检测药物治疗敏感性以及耐药性等问题。本文旨在针对膀胱癌类器官作为临床前模型的构建流程、特征优势以及应用方向进行综述分析。     

心脏类器官的生物构建策略及应用进展

类器官是一种在体外利用人诱导多能干细胞构建的三维生物组织工程,能够高度的模拟体内细胞的生物学特性和功能。在全球范围内,心血管疾病是导致死亡的主要原因,相关研究主要局限于传统的二维细胞和动物模型。人类心脏类器官是复杂的多细胞聚集物,包括心脏组织的转录、功能和形态特征,在疾病机制研究、药物实验、再生医学等领域的发挥重要作用。本文主要介绍心脏类器官模型的生成方法,类器官在心血管疾病中应用进展,及心脏类器官的前景和面对的挑战。     

类器官在人类病毒研究中的应用进展

病毒是危害人类健康的重要病原体,由于缺乏能再现病毒自然感染过程的体外研究模型,这为深入研究病毒致病机制、宿主-病毒之间相互作用等带来了巨大挑战,严重阻碍了病毒致病机制的研究、抗病毒药物的筛选和疫苗的开发。类器官技术能在体外构建模拟体内组织结构和生理功能的实验模型,被认为是目前最具潜力的病毒感染研究模型。文章就类器官在病毒体外培养、宿主-病毒相互作用、病毒致病机制及抗病毒药物筛选等研究中的应用进展作一综述。     

肠道类器官基因编辑技术的研究进展

肠道类器官是一种新兴的实验模型,具有模拟体内器官结构和功能的特性,广泛用于肠道疾病与功能变化的研究。近年来,研究者们将基因编辑与肠道类器官结合,为探究疾病的发生机制和研发针对性的治疗手段提供了可能。本篇综述旨在回顾基因编辑技术在肠道类器官中的应用,并探讨其在疾病建模、药物研发等领域的发展前景。     

分化可控的人类鼻粘膜类器官模型的建立

目的 建立分化程度可控、能够重现来源组织结构和功能的人类鼻粘膜类器官模型。方法 采集手术切除的新鲜中鼻甲和鼻息肉组织,将消化过滤的鼻粘膜上皮细胞分为连续“扩增”培养组（EO组）及“扩增-分化”分段培养组（DO组）。分别在基于气液界面进行体外3D类器官培养,通过STR鉴定、电镜及免疫组化染色分别对两组鼻粘膜类器官的结构、细胞组成及纤毛功能进行鉴定。再通过PAS染色对DO组中分化后的鼻粘膜类器官分泌功能进行鉴定。结果 整个培养期间,均能生长出直径逐渐增大的空泡状或实心球状3D类器官。培养第16天,DO组多为空泡状类器官,EO组多为实心球状类器官,DO组空泡数比例大于EO组（[ 21.67±8.57）% vs（54.67±13.26）%,P<0.05]。将鼻粘膜类器官与来源组织同时进行STR检测,匹配度为100%。培养第21天,DO组鼻粘膜类器官扫描及透射电镜显示纤毛超微结构,而EO组多显示出短绒毛结构。免疫组化染色结果显示,呼吸区粘膜主要包含P63（基底细胞）、β-tubulin（纤毛柱状细胞）、MUC5AC（杯状细胞）。相比EO组,DO组类器官纤毛细胞数[(7.95± 1.81)% vs (27.04±5.91)%,P<0.05]及杯状细胞数[(14.46±0.93)% vs (39.85±5.43)%,P<0.05）占比更大,基底细胞占比差异无统计学意义（P>0.05）。DO组中分化后的鼻粘膜类器官糖原染色呈阳性表达。结论 本研究首次采用“扩增-分化”分段式培养法,培养出能够在体外长期稳定生长、高度拟似来源组织形态结构和功能（纤毛功能及分泌功能）,且分化程度可控的鼻粘膜类器官。     

人类3D大脑类器官研究进展

人类3D大脑类器官为研究人脑发育和神经系统疾病提供了新的模型。体外培育的人类3D大脑类器官主要是由人多能干细胞（human pluripotent stem cell,hPSC）,包括人胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化而来。iPSC重编程技术与3D大脑类器官技术相结合,可以获得来自患者的iPSC并分化成包括神经元及大脑类器官在内的几乎任何人体细胞或组织,是动物实验向临床试验转化的桥梁。本文回顾了从多能干细胞技术到3D大脑类器官诞生并发展的历程,介绍了以3D大脑类器官为工具构建脑发育和神经系统疾病的研究模型,讨论了大脑类器官在其他方面的应用和相关技术的研究进展,并分析了3D大脑类器官的局限性及其未来可能的发展方向。     

卵巢癌类器官的建立及其在药物测试中的应用进展

卵巢癌是女性生殖系统中常见的恶性肿瘤,发病率逐年上升.传统的肿瘤细胞系和动物模型由于自身缺陷难以反映患者肿瘤的真实特征,导致在这两种模型中试验有效的药物难以用于临床实践.肿瘤类器官是近年来的前沿研究领域,它能够高度还原体内肿瘤的生物学特征,精确预测患者对药物治疗的反应,为肿瘤的基础研究和临床研究提供了新的体外模型.本文...     

小肠类器官的构建及传代培养

目的 探索小肠隐窝分离,小肠类器官培养、传代、冻存、复苏和蛋白提取的方法,研究R-Spondin1的浓度对小肠类器官成熟的影响.方法 分离小鼠小肠隐窝,在模拟体内肠道干细胞生长、增殖的体外3D培养体系中培养,倒置显微镜观察小肠类器官的形成过程.用1 mL注射器切割小肠类器官进行传代.设置R-Spondin1浓度梯度,在...     

类器官在癌症研究、药物筛选与精准诊疗中的应用进展

<正>癌症是世界性的医疗健康挑战。在中国,癌症的五年生存率仅有40.5%,严重威胁人民健康,并造成社会发展的沉重负担^[1]。尽管靶向治疗和免疫治疗给部分患者带来一线生机,然而,肿瘤的精准诊疗受限于明确的药敏标记物^[2]。长期以来,肿瘤的药物筛选常依赖于传统的二维培养及患者来源的肿瘤异种移植(patient-derived xenograft, PDX)模型。细胞系作为癌症研究中最早及最为普遍应用的模型,具有可操作性高、     

胆管“类器官”修复受损肝脏试验获得成功

英国科学家领导的研究团队在实验室中利用最新技术成功培育了胆管类器官(一种胆管微型器官)。研究证实,这一微型器官可用于修复人体受损肝脏。该研究成果于2月18日发表于《科学》(science)上。这是首次证明使用实验室培养的细胞可以增强或修复人类的肝脏,同时这一技术为开发治疗肝脏疾病的细胞疗法铺平了道路,未来有望缓解器官移植面临的困境。     

小鼠颌下腺类器官辐射损伤模型的建立

目的：本实验拟建立小鼠颌下腺（SMG）的类器官辐射损伤模型,为唾液腺辐射损伤修复相关研究提供模型支持。方法：取4周龄小鼠SMG组织利用胶原酶消化成单细胞悬液,接种于基质胶中培养并传代。利用倒置相差显微镜观察SMG类器官生长形态。组织包埋后通过免疫荧光技术检测细胞角蛋白（CK8）及水通道蛋白（AQP5）表达情况。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定培养上清液中唾液淀粉酶（AMS）含量,利用电子直线加速器对小鼠SMG类器官模型进行不同剂量（0 Gy、5 Gy、10 Gy、15 Gy）的X线照射;通过ATP细胞活力试剂盒检测各组细胞活性。结果：小鼠SMG类器官呈类圆形球体生长,随着传代培养可见小叶结构形成。小鼠SMG类器官中CK8、AQP5染色阳性,细胞培养上清液中可检测到AMS表达,证实SMG类器官属腺上皮来源并具有分泌AMS功能。放射性照射使类器官增殖速度减慢,球体周围近似崩解形态。ATP细胞活力检测显示,细胞活力随着照射剂量的增加而下降（P<0.05）,照射剂量为10 Gy时,细胞活力约为0 Gy组的50%。结论：小鼠SMG类器官辐射损伤模型构建成功,且10 Gy为唾液腺辐射损...     

肝纤维化及其药物治疗的研究现状

肝纤维化是多种慢性肝脏疾病发展至肝硬化的必经阶段。是肝脏受到慢性损伤时 ,肝脏细胞外基质分泌与降解失衡 ,从而在肝细胞间隙可逆性沉积的结果。在西方国家 ,酒精性肝损害是造成肝纤维化的主要原因 ,而在东南亚和我国则以肝炎病毒尤其是乙型肝炎病毒的持续感染引起为主[1] 。近年来对肝纤维化发病机制的研究有了长足进展 ,中西药治疗肝纤维化取得了许多可喜成就。1　 肝纤维化形成的几个重要方面肝纤维化都是以病毒性肝炎、血吸虫病 ,化学毒性物质等因素引起的肝脏损伤为起点 ,继之有肝细胞坏死、炎症激活肝脏内Ｋｕｐｆｆｅｒ细胞、内皮…     

肺类器官——研究人类肺部发育和疾病的新途径

肺系统由气道和肺泡腔两部分组成,其组织和细胞的复杂性保证了肺部的免疫防御和气体交换功能.虽然传统体外细胞实验和动物模型已被广泛用于阐明人体肺发育、生理学和发病机制,但这些模型不能准确地再现人体肺部环境和细胞之间的相互作用.研究发现肺类器官是目前最接近人类肺系统的模型,而以肺类器官为代表的体外肺模型也成为研究肺发育、功能...