类器官是由 干细胞 培养而酿成的的具有复杂 3D 结构的组织ai 裸舞。
尽管类器官并不是真确意思上的东说念主体器官，但其结构与功能与体内器官同样，或者在很猛经由上模拟体内组织的结构与功能，并或者长期踏实的传代培养。
▲类器官征询史 [1]当今，本质室中一经或者得胜培养出 小肠、结肠、胃、肺、膀胱、大脑、肝脏、肾脏、胰脏、乳腺、卵巢、前哨腺、食说念、腹黑、视网膜、内耳 等十几种正常或肿瘤组织的类器官模子。
类器官的培养
当今类器官主要开头于 胚胎干细胞 (ESC) 、蛊卦多颖异细胞 (IPSC) 和 器官特异性成体干细胞 (ASC) 。
类器官的构建是一项系统工程，需要 特定的物资基础 与 相宜的培养环境 相互结合，来精确的调控细胞孕育微环境。
物资基础 频繁包括干细胞、含有多样孕育因子的 3D 培养介质以及促进/阻挠分化的小分子化合物。
培养环境 则包括了氧浓度、二氧化碳浓度、温度的调控以及模拟体内细胞孕育的力学参数。
培养介质
类器官培养最常见的面容是使用不错粘附细胞并支撑细胞孕育的固体 细胞外基质 (ECM)。
如由 Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) 小鼠赘瘤纯化而来的自然 ECM，基质胶 (Matrigel) 。因混有多种自然孕育因子，而时常使得细胞具有更好的孕育和分化智力，是 3D 类器官繁衍中使用最平方的基质。可用于 肠、脑、胃和乳腺 等多种类器官的培养。
但由于自然孕育因子的顽抗气性，也有化学合成的 水凝胶 (hydrogel) 被蛊卦用于 肠说念、大脑 等类器官的培养。
此外，常见的培养面容还有，3D悬浮培养（视杯、大脑、小脑、海马体）、空气-液体界面微孔膜培养（肾脏类器官）等。
▲常见类器官培养介质过头可培养的类器官种类 [2]
孕育因子
孕育因子是类器官培养的遑急构成部分，它们通过调控一系列信号通路来指导干细胞的分化标的，类器官培养中常用的孕育因子包括：
ai 裸舞
▲类器官培养添加因素 [3]
注：均含基础培养基补充因素：Glutamax、HEPES、B27、N2、N-acetylcysteine。上标数字为加入该孕育因子/小分子化合物对应的类器官孕育阶段：0为各阶段均添加；1，2，3分辨为孕育、扩增、分化阶段。
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除了孕育因子外，还有种类稠密的 小分子化合物 也在类器官培养中起到了遑急的作用~
小分子化合物 是指分子量小于1000 Da，具有生物学活性的化合物。
与细胞因子和卵白不同，小分子化合物不错透过细胞膜干与细胞，发达相应的生物学功能。小分子化合物的作用靶点稠密，已平方行使于干细胞、类器官、免疫学、神经生物学、表不雅遗传学、细胞凋一火、离子通说念、肿瘤学和信号转导等人命科学中诸多遑急的征询鸿沟。
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Gastrin（胃泌素）：一种相等遑急的多肽类激素。胃泌素与胆囊裁减素B受体 (CCKBR) 汇集，擢升细胞内 Ca2+、促进磷酸肌醇的生成和卵白激酶 C 的激活。胃泌素还参与胃上皮细胞的增殖和分化，常用于胃肠说念类器官的征询，果肉系列并在肠说念及肝脏类器官培养顶用于延迟类器官的存活时分。
Nicotinamide（烟酰胺）：是一种 B3 维生素，参与多种酶促氧化规复响应，是类器官长期培养所需的养分素，可用于胃肠说念、肝脏以及乳腺类器官的培养。烟酰胺与细胞因子、其他生化试剂一齐能发达抗炎特点，并促进间充质干细胞分化成胰岛素生成细胞，阻挠 Sirtuins 活性，乱伦以促进类器官的酿成和延迟类器官的寿命。
A-83-01：Activin/NODAL/TGF-β 通路阻挠剂，阻挠 ALK5/4/7 激酶活性，一般用于肝脏、前哨腺以及乳腺类器官的培养，常被用于阻挠 iPSCs 的分化，保管体外细胞的自我更新，延迟类器官体外培养时分。
SB202190：高效的 p38 MAPK 激酶阻挠剂，靶向作用 p38α/β，阻挠癌细胞增殖和迁徙。SB202190 可蛊卦东说念主胚胎干细胞向心肌细胞分化，促进神经干细胞的自我更新，可用于胃肠说念、乳腺类器官的培养。
Y-27632：强效的 ATP 竞争性 ROCK 阻挠剂，ROCK-I:220 nM(ki)， ROCK-II:300 nM(ki)， 也阻挠 PRK2 (IC50=600 nM)。通过上皮-间充质过度激勉东说念主蛊卦多颖异细胞接受性地分化为间胚层谱系。一般在种板培养的第一次加入，后续换液培养可不添加。Y-27632 (10µM) 责罚东说念主胚胎干细胞 1h，可阻挠干细胞的凋一火，擢升克隆效果，延迟细胞的传代。
DBZ（二苯并氮卓）：阻断 Notch 激活，阻挠类器官的分化和分层。
DAPT：阻挠Notch 1信号传导并蛊卦细胞分化，还可蛊卦细胞自噬和凋一火。
CHIR-99021：GSK-3 (GSK3α/β) 阻挠剂，可蛊卦东说念主胚胎干细胞向内胚层分化，多用于肾脏和视网膜类器官培养。当作 Wnt/β-catenin 信号通路激活剂，能蛊卦细胞自噬，增强小鼠和东说念主类胚胎干细胞的自我更新。
RA（维生素A酸）：维生素 A 的代谢产品，能汇集并激活视黄酸受体，蛊卦基因抒发的变化，导致细胞分化、细胞增殖减少和肿瘤发生的阻挠。
类器官的行使
当作一门新兴的时间，类器官在很多鸿沟王人有提神大的行使后劲，包括 发育生物学、疾病建模、精确医学、再生医学、毒理学、药物发现征询、宿主-微生物组相互作用、基因裁剪、多组学和系统发育征询 。
类器官的培养是对现存 2D 培养递次和动物模子系统的互补，为东说念主体发育的征询提供了不受伦理功令的平台，也为药物筛选提供了新的平台。
▲类器官行使 [1]
是以说：
要思盖高楼，基础必须得打牢！
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参考文件：
[1] Corrò C， Novellasdemunt L， Li VSW. A brief history of organoids. Am J Physiol Cell Physiol. 2020 Jul 1;319(1):C151-C165. doi: 10.1152/ajpcell.00120.2020. Epub 2020 May 27. PMID: 32459504; PMCID: PMC7468890.
[2] Rossi G， Manfrin A， Lutolf MP. Progress and potential in organoid research. Nat Rev Genet. 2018;19(11):671-687. doi:10.1038/s41576-018-0051-9
[3] LI Tian-Rui，ZHAO Rui-Bo，ZHANG Quan，et al.Progress in The Research of Organoids and Applications[J].Progress in Biochemistry and Biophysics，2019，46(08):737-750.
[4] Sato， T. et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature 459， 262–265 (2009).