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類器官，指代在無附著基質(zhì)的情況下體外培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)形成的具有三維結(jié)構(gòu)的聚集體。類器官能夠模擬真實(shí)器官的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能，為研究器官發(fā)育、疾病機(jī)制提供了重要工具。在個性化醫(yī)療、藥物篩選和毒性測試中也顯示出巨大應(yīng)用前景，有助于減少對動物實(shí)驗(yàn)的依賴，提高新藥開發(fā)效率和安全性評估的準(zhǔn)確性。

（圖片來源：參考文獻(xiàn)【1】）

起源與探索

類器官的概念最早可以追溯到1907年。美國貝克羅萊納大學(xué)的H.V. Wilson教授發(fā)現(xiàn)，將海綿分離成單個細(xì)胞后，這些細(xì)胞能夠自發(fā)地重新聚集并形成具有功能的海綿個體。這一發(fā)現(xiàn)首次揭示了細(xì)胞在體外自組織形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的潛在能力。

20世紀(jì)中葉，隨著細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家們開始嘗試在體外培養(yǎng)各種組織和器官。然而，由于缺乏合適的培養(yǎng)條件和細(xì)胞來源，這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展緩慢。

干細(xì)胞技術(shù)的突破與類器官的崛起

20世紀(jì)末，干細(xì)胞研究的突破為類器官的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動力。1998年，人類胚胎干細(xì)胞（hESCs）的成功分離培養(yǎng)，以及隨后誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）技術(shù)的出現(xiàn)，使得科學(xué)家們能夠從患者自身細(xì)胞中獲得多能干細(xì)胞，并將其誘導(dǎo)分化為各種類型的細(xì)胞，為個性化類器官的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

2009年，Hans Clevers團(tuán)隊(duì)首次成功地將單個腸道干細(xì)胞培養(yǎng)成包含所有腸細(xì)胞類型的腸類器官，標(biāo)志著類器官研究進(jìn)入了一個全新的階段。隨后，科學(xué)家們相繼培育出了多種類型的類器官，包括腦類器官、肝類器官、肺類器官等。

類器官技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

進(jìn)入2010年代，類器官技術(shù)迎來了飛速發(fā)展的時(shí)期。科學(xué)家們相繼培育出了各種不同類型的類器官，如腦、腸、眼、肺、心等，它們不僅在外形上與真實(shí)器官相似，而且在功能上也能模擬真實(shí)器官的部分特性。這些微小的“器官”為研究疾病機(jī)理、測試藥物效果以及探索再生醫(yī)學(xué)開辟了全新的途徑。

2012年：科學(xué)家們在類器官技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，成功培育出由人多能干細(xì)胞（human pluripotent stem cells, hPSCs）發(fā)育而來的視網(wǎng)膜類器官。這一成就不僅為眼科疾病的治療帶來了新的希望，為研究視網(wǎng)膜發(fā)育和功能提供了重要的工具。

2013年：人類腦類器官的成功培育更是引起了廣泛關(guān)注。同年，研究人員還利用患有小頭癥的個體的iPSCs細(xì)胞分化出了類似的大腦組織，這為理解遺傳性疾病提供了寶貴的機(jī)會。

2014年，科學(xué)家們成功培育出前列腺和肺類器官。這一成就標(biāo)志著類器官技術(shù)在模擬人體復(fù)雜器官方面取得了重要進(jìn)展。

2015年，科學(xué)家們在類器官技術(shù)方面再次取得重大突破，成功培育出乳腺、輸卵管以及大腦中負(fù)責(zé)記憶的海馬體的類器官。

2020年，荷蘭Hubrecht Institute研究團(tuán)隊(duì)利用蛇的干細(xì)胞成功培養(yǎng)出了能夠分泌毒液的蛇毒腺微型組織。這項(xiàng)研究不僅為毒液研究和抗蛇毒血清的生產(chǎn)提供了一種更加安全和簡便的方法，還為研究毒腺的發(fā)育和功能提供了新的平臺。

（圖片來源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7468890/）

小結(jié)

類器官技術(shù)作為生命科學(xué)領(lǐng)域的一顆冉冉升起的新星，正以其獨(dú)特的優(yōu)勢在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

當(dāng)然，類器官技術(shù)的發(fā)展還面臨著許多挑戰(zhàn)和困難。例如，如何更好地控制類器官的發(fā)育和分化過程？如何確保類器官的功能和安全性？這些問題都有待我們深入研究和探索。

但無論如何，類器官技術(shù)的出現(xiàn)已經(jīng)為我們打開了一扇通往醫(yī)學(xué)新紀(jì)元的大門。它讓我們看到了利用細(xì)胞培育人體器官的可能性。

參考文獻(xiàn)：

【1】Wang T, Fan S P, Chen Y G. Organoids: a new research model for SARS-CoV-2 infection and treatment (in Chinese). Sci Sin Vitae,2023,53:238–249,doi:10.1360/SSV-2021-0294

【2】https://blog.crownbio.com/organoid-culture-comparison

【3】https://www.cell.com/pictureshow/organoids