类器官互作模型研究现状与趋势
邱焕璐# 杜浩然# 胡慧丽*
(山东大学基础医学院, 成体干细胞与再生实验室, 济南 250000)
摘要 :
类器官是模拟人体生理和病理系统的三维细胞培养系统, 快速发展的类器官技术正推动生物医学研究范式的转变。多能干细胞和成体干细胞来源的类器官模型再现了来源组织的细胞异质性、细胞结构与功能特征, 已发展成为发育研究、药物筛选开发、精准与再生医学应用的关键工具。随着器官互作模型的建立, 体外类器官培养系统突破传统单器官模拟的局限, 实现了器官间动态通讯、微环境互作及病理过程的系统精准建模。多维互作类器官模型的主要构建策略包括: (1) 多谱系共培养解析细胞间相互作用和通讯; (2) 结合微流控器官芯片实现微环境动态调控与监测; (3) 智能生物材料构建仿生互作界面; (4) 3D生物打印技术定制多器官拓扑结构。综合运用多学科交叉技术使得应用类器官对器官发育、再生和疾病演进过程中的级联反应与系统发生的模拟成为可能, 在肿瘤微环境重构、肠–肝轴互作代谢调控、神经–免疫交互、药物毒性系统预测等领域取得了许多研究进展。此外, 疾病特异性互作模型的构建有助于疾病新干预策略的开发, 并显著地提高了个性化精准治疗方案与效率。因此, 该文综述了类器官互作模型的构建策略、研究进展和应用场景, 并进一步展望了互作模型在生物医学系统性功能解析、复杂疾病机制和干预策略研发中的应用。
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