類器官：生命科學新突破

類器官（Organoids），指在形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及功能等多方面類似于體內(nèi)真實組織器官的體外培養(yǎng)物。

類器官是由干細胞或者從病人身上提取的腫瘤或其他組織在特定的 3D 體外微環(huán)境下自組織發(fā)育而來的微型器官模型，包含多種細胞類型，具有類似真實器官的結(jié)構(gòu)和功能。

------------------------·  類器官發(fā)展歷程 · ------------------------

類器官的發(fā)展成果，主要集中在近十余年，2009 年荷蘭科學家 Hans Clevers 成功從 LGR5 + 的小腸干細胞中培養(yǎng)出了小腸類器官，此后多種類器官被成功培養(yǎng)，如腦類器官、腸類器官、視網(wǎng)膜類器官、肺類器官、心臟類器官等。2017年，類器官還被《自然·方法》評為年度方法；2019 年，《科學》雜志將其稱為優(yōu)良的臨床前疾病模型；2022 年，F(xiàn)DA 通過現(xiàn)代化法案2.0，批準基于“類器官芯片”研究獲得臨床前數(shù)據(jù)的新藥進入臨床試驗。

----------------------·類器官重要意義及優(yōu)勢·-----------------------

類器官在疾病研究、藥物篩選、再生醫(yī)學等方面具有關(guān)鍵作用。在疾病研究方面，類器官可作為疾病模型，用于遺傳性、退行性、傳染性等疾病的研究。類器官在疾病研究方面，可呈現(xiàn)發(fā)病機制，如腫瘤類器官能體現(xiàn)患者腫瘤特征。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，它是 篩選平臺，比傳統(tǒng)方法更準確預測藥物效果，助力個性化醫(yī)療，實現(xiàn)治療方案定制。

與傳統(tǒng) 2D 細胞培養(yǎng)模式相比，3D 培養(yǎng)的類器官包含多種細胞類型，突破細胞間單純物理接觸限制，形成緊密生物通信，細胞相互作用并發(fā)育成有功能的迷你器官或組織，能更好地模擬器官組織發(fā)生過程和生理病理狀態(tài)，在基礎(chǔ)研究與臨床診療方面前景廣闊。同時，它高度模擬體內(nèi)環(huán)境，細胞組成和功能接近真實器官，可操作性與重復性強，便于實驗調(diào)控，還能減少倫理爭議和成本，利于長期動態(tài)觀察以研究器官發(fā)育、疾病進展和藥物作用。

類器官解決方案的構(gòu)成

全自動3D培養(yǎng)系統(tǒng)：微重力低剪切力動態(tài)培養(yǎng)設(shè)計，模擬體內(nèi)細胞生長條件，有效解決了局部壞死、細胞分布不均和中心壞死問題。細胞培養(yǎng)箱一體式設(shè)計，能夠提供溫度以及 CO?濃度控制，支持遠程在線觀察和參數(shù)調(diào)節(jié)。

低氧工作站：可自定義設(shè)置循環(huán)時間、濕度、溫度和二氧化碳濃度，精確控制氣體濃度，創(chuàng)建氧氣梯度，模擬體內(nèi)條件，促進細胞適應和分化。

器官芯片

器官芯片：基于微流控和組織工程技術(shù)，能精確模擬人體生理微環(huán)境，提供持續(xù)營養(yǎng)和氧氣供應?？蓪崿F(xiàn)單個類器官模擬，也支持多個器官芯片的整合，再現(xiàn)器官間相互作用?？筛鼫蚀_地預測藥物在體內(nèi)的反應，涵蓋毒性測試、有效性評估等環(huán)節(jié)，加速研發(fā)進程，對于疾病研究，有助于深入探究發(fā)病機制，能靈活定制實驗條件，滿足多樣化研究需求。

結(jié)構(gòu)建造

生物3D打印機：EFL BP66系列多功能擠出式和BP86系列投影式光固化式打印機，全系列儀器操作簡便，內(nèi)置軟件支持三維模型導入和自動切片分析，脫機控制自動化打印系統(tǒng)，具有打印材料種類多、對細胞損傷率低、打印精度高、墨水用量低、操作方便等特點，已經(jīng)廣泛用于再生醫(yī)學、疾病模型、藥物開發(fā)等科學研究領(lǐng)域。

高清成像

高清成像：能夠?qū)︻惼鞴龠M行快速多模式，多通道、多靶點的熒光全面掃描，可獲取細胞大量相關(guān)信息，可對類器官的復雜三維結(jié)構(gòu)，以及細胞內(nèi)部的生理變化進行清晰成像。并且對結(jié)果進行深度數(shù)據(jù)挖掘，量化分析類器官表型，提供可靠數(shù)據(jù)。利于深入研究細胞學機理和相互作用。

器官芯片

功能分析：采用無標記、非侵入的實時細胞外微電壓測試技術(shù)。以高通量、實時、無標記地監(jiān)測可興奮樣本的電活動，并行開展電活動變化的記錄。內(nèi)置智能環(huán)境倉，實現(xiàn) 的實驗條件控制。可對類器官進行電生理檢測、成熟度評估、研究與測試等。

組學分析

蛋白質(zhì)組學檢測平臺：能對類器官中的蛋白質(zhì)全面鑒定和定量分析，明確蛋白質(zhì)表達模式，確定關(guān)鍵蛋白。可以幫助探索疾病相關(guān)蛋白標志物，為理解類器官發(fā)育、功能和疾病機制提供依據(jù)。

單細胞測序轉(zhuǎn)錄組學平臺：可解析類器官單個細胞基因表達譜，識別細胞亞群和功能，揭示異質(zhì)性，在類器官發(fā)育、疾病建模、藥物反應研究等方面起關(guān)鍵作用，助力 醫(yī)學發(fā)展。

多色免疫組化空間分析平臺：可觀察類器官結(jié)構(gòu)、分析細胞組成與相互作用。助力模型構(gòu)建，分析免疫變化，為疾病診斷、治療和藥物研發(fā)提供依據(jù)。組織透明化成像分析平臺：能對類器官進行 3D 成像，助于觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)與發(fā)育。在疾病機制研究中可模擬腫瘤環(huán)境及藥物反應，還可用于藥物篩選，預測療效，為類器官研究及臨床醫(yī)療提供關(guān)鍵支持。