介绍 到 类器官
类器官是三维细胞培养物，其中干细胞嵌入基质凝胶中。在化学小分子抑制剂/激活剂的影响下， 细胞因子， 和培养基添加剂， 这些培养物会发展成类似器官的组织结构。
特性 的 类器官
类器官 有 这 能力 到 自我更新， 维持 这 生理 结构 和 功能 源组织， 被称为“培养皿中的微器官”。利用自我更新， 干细胞的分化和自组织能力， 类器官可以冷冻保存，用作 生物库 和 扩展 无限期地。 与传统的二维细胞培养相比，类器官表现出高度的复杂性并且更接近体内状态。
![Figure 1. Organoid culture of human colon adenocarcinoma cells [1]](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0803/9419/1166/files/1_5935b867-79e5-4a23-859d-b65fcd8e4c44_1024x1024.png?v=1740728801)
数字 1. 类器官 文化 的 人类 冒号 腺癌 细胞 [1]
应用 的 类器官
类器官能够更好地模拟体内环境， 弥补动物模型和细胞研究之间的差距。它们是肿瘤研究的有力工具， 药物筛选， 再生医学， 和其他领域， 应用范围从功能组织诱导到临床转化研究，并已广泛应用于功能组织诱导等各个方面的研究， 疾病模型， 药物筛选， 抗炎测试， 临床终末研究和其他研究， 并已用于基础研究和转化应用。在基础研究和转化应用方面有着巨大的应用前景。
随着 类器官培养系统和实验技术，类器官培养已用于多种组织和器官，包括肠道（小肠/结肠）， 胃， 肝脏， 心， 肺， 前列腺， 胰腺， 肾脏， 乳腺， 脑， 视网膜， 和内耳。
肿瘤干细胞衍生的类器官也开始显示出帮助理解肿瘤发展机制的巨大潜力， 药物敏感性筛查， 并推动精准医疗和个性化诊断。Cell和Science的多篇论文表明，肿瘤类器官在预测抗癌药物的有效性方面具有很高的灵敏度和特异性。最近， 肿瘤类器官已被证明有助于预测患者对抗癌药物的反应，并有助于制定个性化的药物治疗方案。
1.发展机制研究： 类器官所具有的分化能力可用于研究胚胎发育过程及其机制。
类器官调节由 Wnt 和 BMP 等信号通路诱导的过程， 可用于研究大脑等器官的发育， 胰腺和胃。[2][3][4]
2.疾病损害建模： 类器官诱导的特定组织或器官，可用于特定疾病模型的研究。
赵兵、林新华团队应用类人器官感染模型，研究新冠病毒感染及肝脏损伤的分子机制， 为新冠病毒发病机制的研究及后续药物研发提供了重要工具。[5]
北京大学生物学院邓宏奎课题组利用小分子和细胞因子刺激，在体外构建了一种新型具有损伤再生特性的小肠类器官——Hyper类器官，该类器官具有能够扩增和在长期迁移中维持基因组的特征， 促进结肠组织损伤修复， 并减轻急性结肠炎动物模型的病理症状。[6]
3.再生医学： 干细胞衍生的类器官， 能够修复或替换受损或患病的组织，以恢复正常组织功能， 在细胞治疗中有广泛的应用， 包括其他神经退行性疾病， 糖尿病， 心血管疾病， 视网膜病变和脊髓损伤。
作为再生医学领域的一种新型治疗方式 - DA01 利用小分子 SB-431542（Cat#53004ES）， LDN193189（货号：53012ES）， CHIR-99021
（编号#53003ES）， 和 Y-27632（目录号 53006ES， 编号#52604ES)， 和 Sonic Hedgehog (Shh) 蛋白（Cat#92566ES， 编号#92589ES)， 刺激多能干细胞分化为多巴胺能神经元，并移植到晚期帕金森病患者大脑的受伤部位， 为该疾病的治疗提供新的方向和思路。[7]
4.药物毒性及疗效测试： 利用类器官验证新药在特定器官或组织中的药代动力学毒性， 为新药研发提供数据支持。
利用Hyman肾类器官验证了顺铂（cisplatin）的肾毒性。[8]
5.药物筛选： 干细胞衍生的类器官可用于体外测试药物反应， 为药物筛选提供理论支持
结肠器官可用于研究 CFTR 突变患者的给药方案， 和肿瘤器官可用于评估患者的个体化用药。[9]
类器官的进化
类器官的来源
正常类器官主要来源于干细胞， 包括多能干细胞 (PSC) 和成体干细胞 (ASC)， 其中多能干细胞包括胚胎干细胞（ESC）， 诱导性多能干细胞（诱导性多能干细胞 (iPSCs)。与多能干细胞相比， 成体干细胞具有容易和快速建模的优势， 但缺点是构建的类器官结构相对简单，而利用多能干细胞构建的类器官结构则更加复杂。
类器官培养
| 哦有机体d 类型 | 必需的 年代购物中心 米分子 | 必需的 格罗特 弗演员 | 媒体 和 添加剂 |
| 小肠 | Y-27632， SB-202190， 一个 83-01， 胃泌素， 烟酰胺 | 表皮生长因子， 诺金， R-Spondin 1， Wnt-3a | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素， 氮2 |
| 格阿斯特里克 | Y-27632， SB-202190， 一个 83-01， 胃泌素 我， 烟酰胺 | 成纤维细胞生长因子-10， 表皮生长因子， 诺金， R-Spondin 1， Wnt信号3a | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素- 链霉素 |
| 大号肝脏疾病 | Y-27632， 一个 83-01， 达卡巴嗪， 福斯高林， 胃泌素， 烟酰胺， 前列腺素 E2 | 步兵战车， 表皮生长因子， 基础型FGF， 成纤维细胞生长因子-10， 肝细胞生长因子， 诺金， Wnt信号3a | 氮2， 羟乙基纤维素， 左旋丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 肾 | CHIR-99021、维甲酸 | 步兵战车、步兵战车、步兵战车-7、FGF-碱性 、成纤维细胞生长因子-9 | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 大号翁格斯 | CHIR-99021、SB-431542 | 激活素A、FGF-碱性、成纤维细胞生长因子-4、诺金 | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 磷胰腺 | 胃泌素、83-01、烟酰胺 | 成纤维细胞生长因子-10、 表皮生长因子、诺金、R-Spondin 1、Wnt-3a | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 磷罗斯泰特 | Y-27632、SB-202190、83-01、烟酰胺、前列腺素 E2、睾酮 | 表皮生长因子、激活素A、FGF-碱性、成纤维细胞生长因子-10、诺金、R-Spond 合 1、Wnt-10b | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 米乳腺 | Y-27632 | 这里 gulin β-1、R-Spondin 1、R-Spondin 2、诺金、表皮生长因子、 FGF-碱性、成纤维细胞生长因子-10、Wnt-3a、催乳素 | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| R埃蒂纳 | CHIR-99021、Y-27632 | 嘘嘘、Wnt-3a | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 我内耳 | SB-431542、83-01 | 步兵战车、 FGF-碱性 | 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
| 乙雨 | Y-27632、MK-2206、GDC-0068、多索吗啡肽 | FGF-碱性、诺金、DKK-1、 表皮生长因子、脑源性神经营养因子、胶质细胞源性神经营养因子 | B-二十七， 羟乙基纤维素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青霉素-链霉素 |
年代摘要 的类器官培养中常用的小分子： 极好的 有用， 不要忘记添加书签！
❶ Y-27632（货号：53006ES， Cat#52604ES)：它是 Rock 的强效抑制剂， 它与 ATP 竞争性抑制 p160ROCK (Ki=140 nM) 和 ROCK-II (IC50=800 nM)， 并抑制 PRK2 (IC50= 600 nM)， 通常在第一次培养时加入种子板中， 但在后续文化中却并非如此。Y-27632 (10 µM) 可抑制干细胞凋亡， 用Y-27632（10 µM）处理人类胚胎干细胞1小时，以提高克隆效率并延长细胞后代。
建议工作浓度为 10 μM
❷ SB-202190（Cat#53005ES）：一种针对 p38α/β 的强效 p38 MAPK 激酶抑制剂。SB202190 诱导人类胚胎干细胞分化为心肌细胞， 促进神经干细胞的自我更新， 并可用于胃肠道和乳腺类器官培养。
建议溶解浓度：10 mg 加入 3.018 mL DMSO 溶液溶解至 10 mM，分批储存于 -20°C 下。
建议工作浓度为 10 μM
❸ CHIR-99021（Cat# 53003ES）：一种氨基嘧啶衍生物，可作为 GSK-3（GSK3α/β）的抑制剂， 诱导人类胚胎干细胞向内胚层分化， 并用于肾脏和视网膜类器官培养。 CHIR-99021， 与其他试剂结合， 刺激体细胞重新编程为干细胞。
建议溶解浓度：将5mg加入3.58mL DMSO溶液溶解至3mM，分批储存于-20°C。
r建议工作浓度：3 μM
❹ A 83-01（Cat#53002ES）：是一种 Activin/NODAL/TGF-β 通路抑制剂，可抑制 ALK5/4/7 激酶活性，通常用于肝脏， 前列腺， 以及乳腺类器官培养物， 常用于抑制iPSC分化，维持细胞体外自我更新。建议溶解浓度：5mg加入5.93mL DMSO溶液中溶解至2mM， -20℃分装保存。（特别注意：本品在溶液状态下不稳定， 建议现在就使用。
r建议工作浓度：2 μM
❺ 胃泌素 I (Cat#53007ES)：胃泌素是一种内源性胃肠肽激素，可刺激胃粘膜细胞分泌胃酸。胃泌素与胆囊收缩素 B 受体 (CCKBR) 结合， 增加细胞内的 Ca2+， 促进磷脂酰肌醇的产生， 和蛋白激酶 C 激活。胃泌素还参与胃上皮细胞的增殖和分化，并用于研究胃肠道样器官。需要添加胃泌素来延长培养中的肠道和肝脏类器官的存活时间。
建议溶解浓度：1mg分批加入2.38mL 1%氨水溶解至0.2mM，-20℃保存。
r建议工作浓度：10 nM
❻ 烟酰胺烟酰胺 (Cat# 51402ES)：一种参与多种酶促氧化还原反应的 B3 维生素，用于胃肠道， 肝， 以及乳腺类器官培养物。
烟酰胺与细胞因子和其他生物化学物质一起使用，发挥抗炎特性，并促进 MSCs 分化为胰岛素分泌细胞， 抑制sirtuins的活性， 并促进类器官的形成并延长类器官的寿命。
建议溶解浓度：100 mg 加入 8.19 mL H2O（或 DMSO）溶解至 100 mM，分批储存于 -20°C 下。
r建议工作浓度：10 mM
❼ 福斯高林单端孢霉烯 (Cat#51001ES)：激活腺苷酸环化酶，常用于增加细胞内 cAMP 水平。福斯高林诱导多种细胞类型的分化，并激活 PXR 和 FXR。它具有血小板抗凝和抗高血压作用，， 与其他小分子结合， 可以诱导成纤维细胞重编程为 iPSC。必须将此物质添加到肝类器官培养物中。重编程为 iPSC。必须在肝类器官培养过程中添加。建议工作浓度：1-10 μM
❽ 前列腺素 E2（Cat#60810ES）：前列腺素 E2 (PGE2) 调节许多生理系统， 与特定受体结合后介导细胞增殖和分化， 需要添加到肝脏和前列腺等器官培养物中， 并且与平滑肌保护有关， 炎， 生育能力， 睡眠周期调节和胃粘膜完整性。
建议溶解浓度：将1mg分次加入0.28mL DMSO溶液中溶解至10mM，并储存于-20°C下。
建议工作浓度：500 nM
❾ N-乙酰-L-半胱氨酸（Cat#50303ES）：N-乙酰-L-半胱氨酸 (NAC) 是抗氧化剂谷胱甘肽的前体， 具有抗氧化作用， 以及抑制神经元细胞凋亡的 ROS 抑制剂， 并且在大多数类器官培养中都需要添加。
建议溶解浓度：分次将2g加入24.51mL H2O（或DMSO）溶解至500mM，并储存于-20°C下。
建议工作浓度：1 mM
产品 推荐n
小分子化合物（抑制剂/活化剂）
| 产品名称 | 目录编号 | 年代规格 |
| 维甲酸 酸 （视黄酸 维甲酸 酸） | 100 毫克/500 毫克/升 克 | |
| 一个 83-01 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| CHIR-99021 | 2 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| SB-431542 | 5 毫克/10 毫克/50 毫克 | |
| SB-202190 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| Y-27632 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| 胃泌素 我 （人类） | 1 毫克/5 毫克 | |
| MK-2206 盐酸 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| GDC-0068 （伊帕他赛特； RG7440； GDC0068） | 53009ES | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 |
| （背索吗啡 2盐酸） | 53010ES | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 |
| Y-27632 二盐酸盐 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| 烟酰胺 | 1 克/5 克 | |
| 达卡巴嗪 （GSI-IX）， LY-（374973） | 5 毫克/25 毫克 | |
| 福斯高林 头发 喉 | 10 毫克/50 毫克/100 毫克/升 克 | |
| 前列腺素 (PG) E2 前列腺素 E2 | 60810ES | 1 毫克 |
| 睾酮 | 60803ES | 1 克/5 克 |
| 乙酰辅酶 A （N-乙酰-L-半胱氨酸 | 50303ES | 2 克 |
| 雷普索克斯 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| LDN193189 （DM-3189） | 53012ES | 5 毫克/10 毫克 |
媒体和 补充剂
| 目录编号 | 年代规格 | |
| 羟乙基纤维素 自由的 酸 细胞 文化 年级 | 60110ES | 100 克/500 克 |
| L-丙氨酰-L-谷氨酰胺 解决方案， 200 毫米 L-丙氨酰-大号-谷氨酰胺，200 毫米 | 60701ES | 20 毫升/100 毫升/500 毫升 |
| 青霉素-链霉素 （100×）， 合适的 为了 细胞 铜 文化 青霉素-链霉素 （双重的 抗体） 为了 碳 艾尔 文化 |
100 毫升 | |
| B-27 无血清 中等的， 50 十 | 60703ES | 10 毫升 |
| N-2 补充， 血清 自由的， 100X N-2 血清 自由的 添加剂， 100× | 60706ES | 5 毫升 |
细胞因子
| 产品名称 | 目录编号 | 年代规格 |
| 重组 人类 激活素 一个 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 10 微克/100 微克/500 微克 | ||
| 重组 人类 丹麦克朗-1 | 20 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 表皮生长因子 | 100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 碱性成纤维细胞生长因子 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 FGF-4 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 FGF-9 | 91305ES | 5 微克/100 微克/500 微克 |
| 重组 人类 FGF-10 | 91306ES | 5 微克/100 微克/500 微克 |
| 重组 人类 胶质细胞源性神经营养因子 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 诺金 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 NRG1-beta1 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 R-斯庞丁 1 | 92274ES | 100 微克/升 毫克 |
| 重组 人类 嘘 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 巴菲特 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 可溶性CD40 配体 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 BMP-4 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 肝细胞生长因子 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重组 人类 脑源性神经营养因子 | 5 微克/20 微克/100 微克 |
微课堂：小分子化合物是分子量小于1000Da（特别是小于500Da），具有生物活性的化合物。与细胞因子和蛋白质不同， 小分子化合物可以透过细胞膜进入细胞并发挥其生物学功能，小分子化合物具有广泛的靶点，在许多重要的研究中被广泛应用 生命科学领域， 例如茎 细胞， 类器官， 免疫学， 神经生物学， 表观遗传学， 凋亡， 离子通道， 肿瘤学和信号转导。
参考
[1] Sato T、Stange DE 等。人类结肠、腺瘤、腺癌和巴雷特上皮的上皮类器官的长期扩增。胃肠病学。2011 年 11 月；141(5):1762-72。doi:10.1053/j.gastro.2011.07.050。电子版 2011 年 9 月 2 日。PMID：21889923。
[2] Lancaster MA、Renner M 等。脑类器官模拟人类脑发育和小头畸形。《自然》。2013；501(7467)：373-379。doi：10.1038/nature12517。
[3] Greggio C 等。人工三维微环境解析胰腺体外发育。发育。2013.140(21):4452-4462。 http://dx.doi.org/10.1242/dev.096628。
[4] McCracken KW 等人。在多能干细胞衍生的胃类器官中模拟人类发育和疾病。自然。2014.516(7531):400-404。 http://dx.doi.org/10.1038/nature13863。
[5] Zhao B, Ni C 等。用人肝导管类器官重现 SARS-CoV-2 感染和胆管细胞损伤。Protein Cell。2020 年 10 月；11(10)：771-775。doi：10.1007/s13238-020-00718-6。PMID：32303993；PMCID：PMC7164704。
[6] Qu M, Xiong L 等人。建立模拟损伤相关上皮再生的肠道类器官培养物。Cell Res。2021 年 3 月；31(3)。259-271。doi：10.1038/s41422-020-00453-x。电子版 2021 年 1 月 8 日。PMID：
[7] 33420425；PMCID：PMC8027647。
[8] BlueRock Therapeutics 宣布在针对晚期帕金森病患者的 1 期研究中，首位患者接受 DA01 治疗。BlueRock Therapeutics 新闻稿：2021 年 6 月 8 日。
[9] Takasato M、Er PX 等人。来自人类 iPS 细胞的肾脏类器官含有多个谱系并模拟人类肾脏发生。自然。2015.526(7574):564 -568。 http://dx.doi.org/10.1038/nature15695。
[10] Spence JR、Mayhew CN 等。体外定向分化人类多能干细胞为肠道组织。《自然》。2011.470(7332):105-109。 http://dx.doi.org/10.1038/nature09691。