導(dǎo)讀
類器官在科研界已經(jīng)從一顆冉冉升起的新星成長為熱潮中的“風(fēng)暴眼”,。PubMed搜索“Organoid”,,2024年文章數(shù)量達(dá)到4205篇,比2020年增長近一倍,,而在2010年僅有42篇,。從國自然類器官資助金額來看,2024年高達(dá)3355萬元,,比2023年約增長12%,。類器官逐漸從“配角”邁向“主角”,已然成為研究人員的“香餑餑”,。
類器官巧妙模擬人體器官發(fā)育的自然過程,。成體干細(xì)胞或多能干細(xì)胞在體外特定的三維培養(yǎng)環(huán)境中,通過添加誘導(dǎo)定向分化的細(xì)胞因子及小分子抑制劑,,逐步形成類器官模型,。正常生理組織或腫瘤患者來源的類器官,為疾病建模,、藥物篩選和發(fā)育生物學(xué)提供了科研工具,。
義翹神州作為一家專注于為生物醫(yī)藥領(lǐng)域提供生物試劑和技術(shù)服務(wù)的高新-技術(shù)企業(yè),現(xiàn)推出更新升級(jí)的類器官研究解決方案,,涵蓋多種生理和病理類器官模型,,涉及類器官培養(yǎng)、分化,、分析和鑒定所需的細(xì)胞因子,、生長因子、小分子化合物及抗體等產(chǎn)品,,全力支持您的類器官培養(yǎng)與鑒定需求,。
類器官發(fā)展迅猛
類器官(Organoids)是具有一定空間結(jié)構(gòu)的組織類似物,能夠在結(jié)構(gòu)和功能上模擬真實(shí)器官,。
盡管類器官不是真正意義上的人體器官,,但與傳統(tǒng)2D細(xì)胞相比,類器官能夠“演示”生理過程,,更接近生理細(xì)胞的組成和行為,,更適用于生物轉(zhuǎn)染和高通量篩選。
而與動(dòng)物模型相比,,類器官操作簡單,,還可用于研究疾病的發(fā)生、發(fā)展等機(jī)制,。因此,,類器官在器官發(fā)育,、精準(zhǔn)醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué),、藥物篩選,、基因編輯、疾病建模等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景,。
自2009年類器官成功構(gòu)建,,該突破性技術(shù)就呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展趨勢,得到科研界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可,。
從科研文章方面來看,,PubMed數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)到27,772篇“Organoid”相關(guān)文章,主要集中在近5年(15000篇),。類器官相關(guān)研究在近5年得到爆發(fā),,2024年有4205篇,幾乎是2020年(2,141篇)的兩倍,。截止到3月5日,,2025年的文章數(shù)量已達(dá)到1004篇,有可能超越2024年,,再創(chuàng)歷史新高,。類器官文章從2010年的42篇到2024年的4205篇,發(fā)展勢頭就是這么猛,!
PubMed數(shù)據(jù)庫搜索“Organoid”結(jié)果
類器官已成為一項(xiàng)生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)工具,,對體外探索生理過程、機(jī)制的方案產(chǎn)生了影響,。比如腦類器官的成功構(gòu)建,,可以在體外模擬大腦的發(fā)育和疾病過程,為探索自閉癥,、神經(jīng)退行性疾病等提供強(qiáng)大的研究工具,。構(gòu)建患者特異性的類器官模型,,科研人員直觀的了解疾病發(fā)生機(jī)制,,高通量篩選潛在靶點(diǎn)。
在資金支持和市場方面,,類器官同樣突飛猛進(jìn),。據(jù)統(tǒng)計(jì)2024年類器官中標(biāo)國自然76項(xiàng),資助金額高達(dá)3355萬元,。根據(jù)The Insight Partners統(tǒng)計(jì)報(bào)告,,類器官市場預(yù)計(jì)將在2031年達(dá)到150.1億美元,較2023年的30.3億美元,,年復(fù)合增長率為22.1%,。
類器官的成功構(gòu)建
建立類器官的方法有多種,。以多能干細(xì)胞來源的類器官為例,在特定的3D培養(yǎng)環(huán)境中,,通過添加誘導(dǎo)定向分化的細(xì)胞因子及小分子抑制劑,,多能干細(xì)胞模擬胚胎發(fā)育,定向分化為內(nèi)胚層,、中胚層和外胚層的細(xì)胞,,再通過添加相應(yīng)的細(xì)胞因子和抑制劑進(jìn)行增殖,逐步形成特定的類器官,。Qu等人對不同細(xì)胞因子和抑制劑在人組織和腫瘤類器官培養(yǎng)過程中的功能進(jìn)行了概述,。
細(xì)胞因子 | |
名稱 | 生物學(xué)功能 |
EGF | EGF通過與EGFR結(jié)合,誘導(dǎo)增殖,。EGF也用于初代腸道類器官的培養(yǎng) |
Wnt3a | 激活Wnt信號(hào)通路,,調(diào)控細(xì)胞發(fā)育、增殖,、分化,、黏附和極性 |
FGF10 | FGF10/FGFR2軸在器官發(fā)育中起關(guān)鍵作用。FGF10刺激胰腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲,,有助于乳腺癌的發(fā)展 |
VEGF | VEGF在促進(jìn)類器官擴(kuò)張和維持內(nèi)環(huán)境平衡方面起著至關(guān)重要的作用 |
FGF7 | FGF7/FGFR2的信號(hào)傳導(dǎo),,積極促進(jìn)癌細(xì)胞的生長、侵襲和遷移 |
HGF | HGF/Met信號(hào)通路在促進(jìn)腫瘤發(fā)生,、血管生成和癌細(xì)胞侵襲中起關(guān)鍵作用 |
Noggin | 骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)的內(nèi)源性抑制劑,,可調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、增殖和凋亡,。Noggin通過抑制BMP信號(hào)促進(jìn)類器官擴(kuò)張 |
RSPO1 | Lgr5的配體,。Lgr5陽性干細(xì)胞具有自我更新和擴(kuò)展為類器官的潛力。RSPO1促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖,、分裂和轉(zhuǎn)移 |
NRG1 | EGFR的配體,,激活細(xì)胞的增殖、存活和分化 |
小分子化合物抑制劑 | |
名稱 | 生物學(xué)功能 |
CHIR-99021 | GSK3信號(hào)的抑制劑,,通過誘導(dǎo)β-catenin和c-Myc蛋白的穩(wěn)定來促進(jìn)增殖 |
Y-27632 | Rho激酶的抑制劑,,可有效減少解離干細(xì)胞的失巢凋亡。在培養(yǎng)基中添加它可改善培養(yǎng)條件,,增強(qiáng)腫瘤上皮細(xì)胞的體外長期增殖能力 |
A83-01 | ALK抑制劑,,阻斷ALK與TGF-β結(jié)合,有效抑制類器官的增殖 |
SB-202190 | p38 MAPK抑制劑,,對癌細(xì)胞的增殖和遷移具有抑制作用 |
(源自文獻(xiàn):doi: 10.1186/s43556-023-00165-9)
腫瘤類器官可以通過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞產(chǎn)生,,也可以直接從腫瘤組織獲得,如患者的手術(shù)標(biāo)本或穿刺活檢組織,。組織來源的不同決定培養(yǎng)類器官的體系存在差異,。如小腸類器官培養(yǎng)需要EGF,、R-spondin、Noggin等,,而結(jié)腸類器官則需要p38抑制劑SB-202190,、TGF-β抑制劑A83-01、煙酰胺,、前列腺素E2等,。
腫瘤類器官構(gòu)建流程及應(yīng)用(源自文獻(xiàn):doi: 10.20892/j.issn.2095-3941.2021.0335)
盡管類器官技術(shù)在近年來取得顯著進(jìn)展,但距離成熟并廣泛應(yīng)用仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn),。比如培養(yǎng)基,、細(xì)胞因子、生長因子及抑制劑等基礎(chǔ)試劑的成本,,許多類器官形態(tài)類似真實(shí)器官但在功能上還存在差距,。真實(shí)細(xì)胞類型的豐富多樣及細(xì)胞間的復(fù)雜作用同樣給類器官構(gòu)建帶來挑戰(zhàn)。
?義翹神州類器官解決方案
為支持類器官研究,,義翹神州開發(fā)了一系列高質(zhì)量的細(xì)胞因子,、小分子化合物和標(biāo)志物抗體。細(xì)胞因子經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制,,確保其活性和穩(wěn)定性,,能夠有效支持類器官的增殖和分化。小分子化合物純度高,,品質(zhì)可靠,,適用于多種類器官培養(yǎng)。標(biāo)志物抗體經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證,,適用于免疫組化,、免疫熒光、H&E染色等多種應(yīng)用,,能夠準(zhǔn)確鑒定腫瘤類器官的特性和功能,。
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貨號(hào) | 分子 | 規(guī)格 | 價(jià)(5折) |
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10210-H07E | FGF7 | 20 µg | ¥790 |
10267-HNAH | NOG | 20 µg | ¥890 |
10426-HNAE | BMP2 | 20 µg | ¥890 |
10429-HNAH | INHBA | 20 µg | ¥990 |
10452-HNAH | OSM | 20 µg | ¥1240 |
10463-HNAS | HGF | 20 µg | ¥790 |
10573-HNAE | FGF10 | 20 µg | ¥690 |
10605-HNAE | EGF | 100 µg | ¥240 |
11083-HNAS | RSPO1 | 20 µg | ¥890 |
【參考文獻(xiàn)】
1. Hui Yang,et al. Tumor organoids for cancer research and personalized medicine. Cancer Biol Med, 2022. doi: 10.20892/j.issn.2095-3941.2021.0335
2. Shanqiang Qu, et al. Patient-derived organoids in human cancer: a platform for fundamental research and precision medicine. Molecular Biomedicine, 2024. doi.org/10.1186/s43556-023-00165-9
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