陳曄光，細胞生物學家，中國科學院院士、發展中國家科學院院士，清華大學生命科學學院教授，主要研究方向為細胞信號轉導機制及其生理病理作用、類器官技術及應用。
荷蘭的Hans Clevers團隊于2009年在體外將腸道干細胞培養成為“迷你腸道”結構，即“類器官”，這是生命科學及醫學研究領域的里程碑式突破。所謂類器官，即在體外培養、能夠自我組裝的微型三維結構，該結構與體內組織器官的結構高度相似，包含各種細胞類型，并且能夠進行自我更新，模擬體內組織器官的部分功能。
目前，研究者已經成功培養出源自于多種人體正常組織和腫瘤組織的類器官，例如腸、胃、肺和肝臟等，為基礎研究及再生醫學建立了很好的模型系統。在生命科學及醫學研究領域，類器官目前已經成為炙手可熱的研究方向之一，這與其卓越的應用價值和廣闊的市場前景密不可分。
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首先，類器官技術極大推動了基礎研究進程。傳統的細胞生物學、生物化學等實驗常以二維培養的細胞系作為研究模型，其與體內組織器官的真實環境具有很大差距，而類器官不僅具有體內組織器官的各種細胞類型，并且能夠方便快捷地進行基因編輯等遺傳操作。
在發育生物學研究中，類器官同樣功不可沒：胚胎干細胞或誘導多能干細胞能夠在體外定向分化為部分成體組織的類器官，這一分化過程很好地模擬了器官發育過程，為發育生物學提供了有效的研究模型，該模型對探究發育過程中細胞命運決定、微環境互作等方面具有重要意義糖心vlog官網。
近年來，類器官芯片技術的發展更加完善了這一模型，研究者在類器官培養的基礎上，通過改造培養基質，并輔以微流控、生物傳感等技術，實現類器官培養的規?；c自動化，同時能夠充分模擬并反映體內組織器官生長過程中的力學、生物學等特性。
其次，類器官系統在疾病研究、藥物篩選和再生醫學中具有重要價值，最典型的例子是其在新冠病毒研究中的應用：在病毒暴發之際，多個國家的研究者相繼報道了利用類器官系統來尋找病毒入侵組織器官的證據，探索病毒致病的分子機制，應用于相關藥物的篩選，為攻克病毒入侵奠定了堅實基礎糖心vlog官網。
除了新冠病毒，類器官系統對于其他疾病的研究也發揮著巨大潛能：研究者通過建立人源化腫瘤類器官的“生物銀行”，加速了新藥研發和藥物篩選，并且能夠針對不同病患快速制定個性化治療方案，克服了惡性腫瘤具有極強異質性的障礙。
類器官在再生醫學中有巨大潛能，Science在2021學的一項研究年報道了來自英國劍橋大，這項研究將實驗室中培養的膽管類器官應用于修復受損的人體肝臟，來自于同一個體組織的類器官可以解決器官移植中免疫排斥的難題。2020年，類器官的全球市場規模已達5億美元，并且將在接下來的幾年呈現急速增長的態勢。
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類器官技術具有廣闊的應用前景，但其仍舊存在一定的局限性。目前培養的類器官絕大部分只是組織，不能完全代表體內的器官，例如缺少血管、神經，也沒有免疫細胞和間充質細胞等微環境。通過材料學、組織工程學等多學科的交叉，研究者目前正試圖將這些缺少的部分引入類器官中，模擬不同組織間的相互作用，使得類器官研究能更好地模擬體內環境，其目標是真正實現器官的體外重構，可用于取代病變、衰老的器官。
在醫學轉化的過程中，類器官的生產需要實現標準化與規范化，因此相關培養技術的標準化和規范化準則亟待建立與完善。此外，類器官在再生醫學、胚胎發育中的相關研究勢必會涉及諸多倫理問題，與此相關的法律法規同樣亟待建立與完善。
在我國，類器官的研究及其在醫藥行業的應用也受到高度重視，并取得了一系列重要成果。類器官研究也被列入“十四五”國家重點研發干細胞專項和國家自然科學基金委員會支持項目，是我們推動類器官領域快速發展的良好契機。
在本期《科技導報》中，專家們從類器官技術、類器官芯片等方面對類器官進行系統介紹，旨在使人們更加了解類器官技術及其應用，共同推進該領域的發展，同時也期待我國的研究者們能夠在類器官這一絢爛篇章中寫下濃墨重彩的一筆！
原文發表于《科技導報》2022年第12期
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