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類器官（organoid）作為近年來生命科學研究的重要技術突破之一，在實現多能干細胞（pluripotent stem cell，PSC）或成體干細胞（adult stem cell，ASC）在體外分化出具有特定功能的細胞類型的同時，也能夠建立三維（three-dimensional，3D）空間組織，從而重現體內器官的結構與功能。

在現代生物醫學研究中，“類器官”作為一種關鍵工具，正在與多種前沿技術聯用，在疾病研究、藥物開發以及再生醫學等領域發揮重要作用。

1、多組學技術

類器官常與單細胞轉錄組、空間轉錄組、外顯子組、轉錄組、蛋白質組、代謝組等分子檢測技術聯合使用，以深入剖析分子機制，加速研究進展。

2023年，丹麥哥本哈根大學Kim B. Jensen和Albin Sandelin團隊在Science子刊《Science Advances》上發表題為“Transcriptional and epigenomic profiling identifies YAP signaling as a key regulator of intestinal epithelium maturation”的研究論文，該研究基于類器官培養物來研究上皮成熟細胞內在分子調控因子，通過WGBS、ATAC-seq、RNA-seq、Hi-C等轉錄組和表觀基因組多組學分析將YAP信號傳導鑒定為腸上皮成熟的關鍵調節因子。

2、基因編輯技術

類器官與基因編輯如CRISPR-Cas技術結合，可以精準研究單一基因突變對腫瘤細胞的影響，建立起基因型和表型的關聯性。

近日，由類器官領域先驅Hans Clevers及馬克西馬公主兒科腫瘤學中心、Hubrecht研究所共同組成的科研團隊，首次利用人類胎兒大腦組織成功衍生出在體外自組織生成的大腦類器官（FeBO）。相關研究成果在頂級學術刊物《Cell》（影響因子=64.5）發表。在研究過程中，科學家們使用CRISPR-Cas9技術關閉了與腦膠質母細胞瘤（Glioblastoma）相關的三個基因：TP53、PTEN和NF1，經由基因突變的類器官觀察它們對現有腫瘤藥物的反應，其研究成果有望為腦腫瘤患者精準用藥和個體化治療提供新方案。

3、時空組學技術

類器官與時空組學聯用，能夠從時空維度精確、穩定、快速表征類器官，有望改變當前藥物研發的模式，創造出AI+制藥的新路徑。

近日，深圳華大生命科學研究院、清華大學深圳國際研究生院，及深圳市西格諾生物科技有限公司開展合作研究，在國際知名學術期刊PNAS上發表了最新研究成果。

成果開發了一種類器官的新型表征方式，以機械壓片為前處理方案，利用華大自主研發的“超廣角百億像素生命照相機”——時空組學技術Stereo-seq，成功構建了全球首個類器官-時空聯用技術（LOSRT），從時間和空間等維度精確、穩定、快速表征類器官，揭示了細胞間的相互作用和通訊模式，為類器官研究提供了重要的定量指標。

4、3D生物打印技術

與新型生物材料結合，可以制備具有多層次復雜結構和大尺度的功能類器官，用來指導快速治療選擇。

2023年，科學家提出了一種新的高通量藥物篩選方法，該方法結合了3D生物打印技術和高速活細胞干涉測量（HSLCI）技術，以實現對單個類器官的藥物反應進行無標記、時間分辨的成像和機器學習基礎的定量分析。這種方法能夠生成具有未改變的腫瘤組織學和基因表達譜的3D結構，并通過對單個類器官的精確、無標記的并行質量測量，來識別對特定療法敏感或抵抗的類器官。

5、器官芯片技術

類器官技術與器官芯片技術結合，拓展了類器官的應用邊界，有助于實時跟蹤類器官形態的發生發展，并進行高通量藥物篩選與評估。

MIMETAS公司將其專利微流控平臺與HUB Organoids公司基于成體干細胞的類器官構建技術相結合，推出“即用型”結腸和腎臟類器官芯片，作為其OrganoReady^®系列產品的一部分，用于藥物毒理學和藥物引起器官損傷等方面的中高通量研究。

根據Research Dive咨詢公司預測，全球器官芯片市場規模逐年增長，在2028年將增長至近7億美元。

目前，類器官領域正處于技術爆發和科研成果井噴的階段，發展進入快車道。類器官與多技術的聯用，可以加速技術突破，進而加快在器官發生、疾病模擬、藥物篩選、精準醫療等多個領域的應用成果轉化，服務健康產業。

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類器官制備工具推薦

Arcegel基質膠——提供細胞2D&3D培養支撐

Arcegel基質膠是一種可溶性基底膜制備物基質，從富含胞外基質蛋白EHS小鼠腫瘤中提取，由層粘連蛋白、IV型膠原蛋白、巢蛋白和硫酸肝素蛋白聚糖組成，可形成細胞生長和細胞層的支架，影響細胞粘附、遷移、增殖和分化等多種生物學過程。

Arcegel基質膠包含標準型、低因子、高濃度、iPSC培養、類器官培養的不同版本，具備以下特點：

3D Cultr類器官培養基——簡化、標準化類器官培養

類器官培養基的標準化是實現其在基礎研究、藥物篩選和臨床應用中廣泛使用的關鍵。

3D Cultr類器官培養基根據不同類器官設計不同的培養基配方，并實現標準化生產，可以大大提高實驗的可重復性，減少批次間差異，有助于不同實驗室之間結果的比較和驗證。

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