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類(lèi)器官：生命科學(xué)新突破

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

類(lèi)器官是由干細(xì)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(lái)的微型器官模型，包含多種細(xì)胞類(lèi)型，具有類(lèi)似真實(shí)器官的結(jié)構(gòu)和功能。

類(lèi)器官發(fā)展歷程

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

類(lèi)器重要意義及優(yōu)勢(shì)

類(lèi)器官在疾病研究、藥物篩選、再生醫(yī)學(xué)等方面具有關(guān)鍵作用。在疾病研究方面，類(lèi)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(lèi)器官在疾病研究方面，可呈現(xiàn)發(fā)病機(jī)制，如腫瘤類(lèi)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(tái)，比傳統(tǒng)方法更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥物效果，助力個(gè)性化醫(yī)療，實(shí)現(xiàn)治療方案定制。

與傳統(tǒng) 2D 細(xì)胞培養(yǎng)模式相比，3D 培養(yǎng)的類(lèi)器官包含多種細(xì)胞類(lèi)型，突破細(xì)胞間單純物理接觸限制，形成緊密生物通信，細(xì)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(guò)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(shí)，它高度模擬體內(nèi)環(huán)境，細(xì)胞組成和功能接近真實(shí)器官，可操作性與重復(fù)性強(qiáng)，便于實(shí)驗(yàn)調(diào)控，還能減少倫理爭(zhēng)議和成本，利于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)觀察以研究器官發(fā)育、疾病進(jìn)展和藥物作用。

類(lèi)器官解決方案的構(gòu)成

低氧3D培養(yǎng)

全自動(dòng)3D培養(yǎng)系統(tǒng)：微重力低剪切力動(dòng)態(tài)培養(yǎng)設(shè)計(jì)，模擬體內(nèi)細(xì)胞生長(zhǎng)條件，有效解決了局部壞死、細(xì)胞分布不均和中心壞死問(wèn)題。細(xì)胞培養(yǎng)箱一體式設(shè)計(jì)，能夠提供溫度以及 CO?濃度控制，支持遠(yuǎn)程在線(xiàn)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(shí)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(jìn)細(xì)胞適應(yīng)和分化。

器官芯片

器官芯片：基于  的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(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)單個(gè)類(lèi)器官模擬，也支持多個(gè)器官芯片的整合，再現(xiàn)器官間相互作用。可更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)藥物在體內(nèi)的反應(yīng)，涵蓋毒性測(cè)試、有效性評(píng)估等環(huán)節(jié)，加速研發(fā)進(jìn)程，對(duì)于疾病研究，有助于深入探究發(fā)病機(jī)制，能靈活定制實(shí)驗(yàn)條件，滿(mǎn)足多樣化研究需求。

結(jié)構(gòu)建造

生物3D打印機(jī)：

EFL BP66系列多功能擠出式和BP86系列投影式光固化式打印機(jī)，全系列儀器操作簡(jiǎn)便，內(nèi)置軟件支持三維模型導(dǎo)入和自動(dòng)切片分析，脫機(jī)控制自動(dòng)化打印系統(tǒng)，具有打印材料種類(lèi)多、對(duì)細(xì)胞損傷率低、打印精度高、墨水用量低、操作方便等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛用于再生醫(yī)學(xué)、疾病模型、藥物開(kāi)發(fā)等科學(xué)研究領(lǐng)域。

高清成像

高清成像：能夠?qū)︻?lèi)器官進(jìn)行快速多模式，多通道、多靶點(diǎn)的熒光全面掃描，可獲取細(xì)胞大量相關(guān)信息，可對(duì)類(lèi)器官的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)，以及細(xì)胞內(nèi)部的生理變化進(jìn)行清晰成像。并且對(duì)結(jié)果進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘，量化分析類(lèi)器官表型，提供可靠數(shù)據(jù)。利于深入研究細(xì)胞學(xué)機(jī)理和相互作用。

器官芯片

功能分析：采用無(wú)標(biāo)記、非侵入的實(shí)時(shí)細(xì)胞外微電壓測(cè)試技術(shù)。以高通量、實(shí)時(shí)、無(wú)標(biāo)記地監(jiān)測(cè)可興奮樣本的電活動(dòng)，并行開(kāi)展電活動(dòng)變化的記錄。內(nèi)置智能環(huán)境倉(cāng)，實(shí)現(xiàn) 的實(shí)驗(yàn)條件控制?？蓪?duì)類(lèi)器官進(jìn)行電生理檢測(cè)、成熟度評(píng)估、研究與測(cè)試等。

組學(xué)分析

蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)平臺(tái)：能對(duì)類(lèi)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(dá)模式，確定關(guān)鍵蛋白?？梢詭椭剿骷膊∠嚓P(guān)蛋白標(biāo)志物，為理解類(lèi)器官發(fā)育、功能和疾病機(jī)制提供依據(jù)。

單細(xì)胞測(cè)序轉(zhuǎn)錄組學(xué)平臺(tái)：可解析類(lèi)器官單個(gè)細(xì)胞基因表達(dá)譜，識(shí)別細(xì)胞亞群和功能，揭示異質(zhì)性，在類(lèi)器官發(fā)育、疾病建模、藥物反應(yīng)研究等方面起關(guān)鍵作用，助力 醫(yī)學(xué)發(fā)展。

多色免疫組化空間分析平臺(tái)：可觀察類(lèi)器官結(jié)構(gòu)、分析細(xì)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(tái)：能對(duì)類(lèi)器官進(jìn)行 3D 成像，助于觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)與發(fā)育。在疾病機(jī)制研究中可模擬腫瘤環(huán)境及藥物反應(yīng)，還可用于藥物篩選，預(yù)測(cè)療效，為類(lèi)器官研究及臨床醫(yī)療提供關(guān)鍵支持。