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類器官技術(shù)都有哪些應(yīng)用？

更新時間：2023-08-28

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類器是一種類似器官但又不是器官的3D細胞團結(jié)構(gòu)。通過在體外培養(yǎng)胚胎或成體干細胞，讓其增殖分化形成具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能的類似于器官的3D細胞團結(jié)構(gòu)。這些細胞結(jié)構(gòu)雖然不是真正意義上的人類器官，但能在某些結(jié)構(gòu)和功能上模擬真實器官，因此，把這些微型人造器官命名為：類器官（organoids）。

類器官技術(shù)都有哪些應(yīng)用？讓我們一起來看看吧！

一、基因編輯技術(shù)在類器官研究中的應(yīng)用

CRISPR-Cas9是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御，可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，則是對靶向基因進行特定DNA修飾的技術(shù)，這項技術(shù)也是用于基因編輯中前沿的方法。

2020年3月2日，荷蘭胡布勒支研究組在Nature Cell Biology雜志上發(fā)表文章Fast and efficient generation of knock-in human organoids using homology-independent CRISPR–Cas9 precision genome editing，利用非同源依賴的CRISR-Cas9技術(shù)快速高效地對人源類器官進行基因敲入，作者們將該技術(shù)命名為CRISPR–HOT(CRISPR-Cas9-mediated homology-independent organoid transgenesis)，為人源類器官的內(nèi)源基因敲入提供了重要的工具平臺。

二、類器官在研究疾病發(fā)生發(fā)展的機制中應(yīng)用-基因編輯

2022年6月，日本科研團隊在Gastric Cancer上發(fā)表了Potential therapeutic targets discovery by transcriptome analysis of an in vitro human gastric signet ring carcinoma model，利用基本編輯技術(shù)，敲出了正常胃癌類器官的CDH1基本，構(gòu)建了E-鈣粘蛋白的胃癌類器官模型。

三、單細胞測序中類器官技術(shù)應(yīng)用

單細胞測序技術(shù)也是近年來受到青睞的明星技術(shù)，分別在2018年和2019年被 Science 期刊評為年度十da技術(shù)，被 Nature methods 評為年度方法。高通量單細胞測序技術(shù)通過對每個細胞遺傳物質(zhì)的分析，在單細胞分辨率下研究細胞的發(fā)育、分化，成為探索組織發(fā)育、腫瘤異質(zhì)性等生物問題的重要方法。單細胞轉(zhuǎn)錄組測序與類器官結(jié)合，pubmed關(guān)鍵詞搜索已經(jīng)達到251篇，類器官技術(shù)極大推動了器官發(fā)育、腫瘤研究、藥物篩選、臨床研究等多個領(lǐng)域的發(fā)展。

2021年11月，德國科學(xué)家團隊在 nature communication上發(fā)表了Single-cell analysis of patient-derived PDAC organoids reveals cell state heterogeneityand a conserved，文章構(gòu)建了18個原發(fā)性胰腺導(dǎo)管腺癌和6個胰腺導(dǎo)管腺癌肝轉(zhuǎn)移腫瘤類器官，通過10X genomic單細胞轉(zhuǎn)錄組測序比較分析腫瘤類器官和原發(fā)性 PDAC，鑒定共有細胞亞群，包括循環(huán)祖細胞和分化的分泌細胞亞群。“classical"細胞亞群為胰腺導(dǎo)管腺癌分化發(fā)育的最終形態(tài)。在基于活體成像的藥物篩選實驗中，發(fā)現(xiàn)“classical"亞群細胞基因表達，則對藥物反應(yīng)敏感。

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