精通类器官培养

摘要

类器官技术近年来已成为最受欢迎的技术之一，因其三维且富含生理特性的模型能密切模拟人体器官的结构和功能。本文详细介绍了最新的高效类器官培养深度方法学，重点关注肝细胞和胆管细胞来源的肝类器官，以及肠道、肾脏、胰腺等其他腹部器官系统。探讨了研究人员当前面临的技术挑战，包括如何优化营养递送、维持细胞多样性、实现类器官培养系统的可扩展性及高通量应用。针对这些生物学和技术复杂性，本综述旨在为新研究人员提供实用见解和标准化方案，帮助提高类器官培养的可重复性和成功率，并拓展其应用场景。此外，还讨论了当前临床转化面临的局限性和障碍，强调了关键的知识缺口，并概述了包括生物工程、微流控系统和基因操作在内的新兴创新技术——这些技术有望进一步推动疾病建模、个性化医疗和再生疗法的发展。最后，对加速类器官相关发现与开发的下一代技术进行了展望。

#胆管细胞 #方法学 #类器官 #类器官应用

schlega4@ccf.org

细胞来源

表1类器官研究中不同细胞来源的关键差异与挑战

详细培养基组成及必需添加物

表2 肝类器官培养基组成相关数据

类器官培养中生长因子和抑制剂配方的适应性优化

表3 生长因子与抑制剂配方优化相关数据

细胞外基质

表4 类器官培养系统中使用的细胞外基质支架

类器官染色与固定

图3胆管细胞类器官代表性图像

（A）胆管癌患者来源的第3代类器官免疫荧光染色，展示同1类器官的3个不同 Z 堆叠光学切片，标记 CK19（红色）、EpCAM（红色）、SOX9（红色）、Ki67（绿色）和 DAPI（蓝色），突出不同焦平面的细胞组成、增殖情况和结构组织，比例尺：100μm。

（B）废弃供肝来源的第3代类器官明场图像，展示整体结构和细胞组织，比例尺：10,000μm。

（C）左图：废弃供肝来源的第1代类器官经4小时冷藏、冻存和分离后的明场图像，比例尺：1000μm；右图：胆管癌患者来源的类器官明场显微镜图像，展示20倍放大倍数下类器官的形态、结构组织和异质性，比例尺：250μm。

Ki67：增殖标志物 Kiel 67；DAPI：4',6-二脒基-2-苯基吲哚

图1胆管细胞类器官工作流程：从组织来源到长期储存

胆管细胞来源：取自多能干细胞（胚胎干细胞/诱导多能干细胞）或成体干细胞；组织来源样本经机械和酶解解离（使用温控摇床或MACS解离器）。

分离与接种：解离后的细胞经70μm滤网过滤去除碎片，通过MACS或FACS分选，与Matrigel混合后接种为穹顶状结构，定期更换培养基以支持生长和存活。

传代与储存：手动破碎类器官穹顶，离心后要么重新接种扩大培养，要么冻存于液氮中长期保存；类器官可后续解冻用于下游实验测试。

临床试验：从实验室到临床应用

表5 使用患者来源肝类器官的在研临床试验概述

图2类器官全景：研究与医学的综合平台

展示已建立的类器官模型，包括脑、皮肤、眼、甲状腺、内耳、骨、肌肉、心脏、肺、肝、胰腺、肠道、肾脏等。

关键先进技术包括基因操作（如CRISPR/Cas9）、高分辨率成像、共培养系统（如器官芯片）和高通量筛选。

应用涵盖疾病建模（如癌症、遗传性疾病）、药物研发和再生医学（组织修复与器官替代）。

详细总结

思维导图（mindmap脑图）

类器官培养基础要素

主要腹部器官类器官特性对比

参考

MedComm (2020). 2026 Jan 5;7(1):e70571. doi: 10.1002/mco2.70571. Mastering Organoid Growth: A Complete Guide to Overcoming Methodological Challenges

260105OrganoidGrowth.pdf

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