类器官(organoid)是指利用成体干细胞或多能干细胞进行体外三维(3D)培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物。其与对应的人类器官拥有高度相似的组织学特征并能重现该器官的生理功能,因此也被成为“微型器官(Mini-Organ)”。
与传统的动物模型和二维细胞培养相比,类器官在研究人体发育和疾病领域具有众多优势:
类器官可通过人源的多能干细胞或成体干细胞培养获得,从而克服了动物模型与人类器官在结构、细胞类型、分子水平以及遗传背景等多个方面不同的不足;
与二维细胞培养相比,类器官具有类似于体内器官的空间结构和细胞组成,并具有多种相应器官功能的特征。
这些类器官在结构和功能上都接近于体内器官,为疾病研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个强有力的工具。
人源PSC和AdSC分化为类器官的过程
Human organoids: model systems for human biology and medicine
Nature Reviews Molecular Cell Biology (Nat Rev Mol Cell Biol)ISSN 1471-0080 (online)
多能干细胞(PSC)衍生的类器官:PSC定向分化后建立
①胚层分化
②诱导和成熟,通过特定生长和信号因子培养获得形成所需器官的特定细胞类型。
一些psc衍生的类器官可能包含来自多个胚层的细胞,以更精准复刻体内的对应物.
成体干细胞(AdSC)衍生的类器官:
①分离组织特异性干细胞群
②嵌入细胞外基质(ECM)中,并加入特定的组织特异性生长因子进行增殖
博奥龙类器官培养相关因子