類(lèi)器官技術(shù)都有哪些應(yīng)用？

更新時(shí)間：2023-08-28

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類(lèi)器是一種類(lèi)似器官但又不是器官的3D細(xì)胞團(tuán)結(jié)構(gòu)。通過(guò)在體外培養(yǎng)胚胎或成體干細(xì)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(lèi)似于器官的3D細(xì)胞團(tuán)結(jié)構(gòu)。這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)雖然不是真正意義上的人類(lèi)器官，但能在某些結(jié)構(gòu)和功能上模擬真實(shí)器官，因此，把這些微型人造器官命名為：類(lèi)器官（organoids）。

類(lèi)器官技術(shù)都有哪些應(yīng)用？讓我們一起來(lái)看看吧！

一、基因編輯技術(shù)在類(lèi)器官研究中的應(yīng)用

CRISPR-Cas9是細(xì)菌和古細(xì)菌在長(zhǎng)期演化過(guò)程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御，可用來(lái)對(duì)抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，則是對(duì)靶向基因進(jìn)行特定DNA修飾的技術(shù)，這項(xiàng)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(lài)的CRISR-Cas9技術(shù)快速高效地對(duì)人源類(lèi)器官進(jìn)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(lèi)器官的內(nèi)源基因敲入提供了重要的工具平臺(tái)。

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

2022年6月，日本科研團(tuán)隊(duì)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(lèi)器官的CDH1基本，構(gòu)建了E-鈣粘蛋白的胃癌類(lèi)器官模型。

三、單細(xì)胞測(cè)序中類(lèi)器官技術(shù)應(yīng)用

單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)也是近年來(lái)受到青睞的明星技術(shù)，分別在2018年和2019年被 Science 期刊評(píng)為年度十da技術(shù)，被 Nature methods 評(píng)為年度方法。高通量單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)通過(guò)對(duì)每個(gè)細(xì)胞遺傳物質(zhì)的分析，在單細(xì)胞分辨率下研究細(xì)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(wèn)題的重要方法。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與類(lèi)器官結(jié)合，pubmed關(guān)鍵詞搜索已經(jīng)達(dá)到251篇，類(lèi)器官技術(shù)極大推動(dòng)了器官發(fā)育、腫瘤研究、藥物篩選、臨床研究等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

2021年11月，德國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)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(gè)原發(fā)性胰腺導(dǎo)管腺癌和6個(gè)胰腺導(dǎo)管腺癌肝轉(zhuǎn)移腫瘤類(lèi)器官，通過(guò)10X genomic單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序比較分析腫瘤類(lèi)器官和原發(fā)性 PDAC，鑒定共有細(xì)胞亞群，包括循環(huán)祖細(xì)胞和分化的分泌細(xì)胞亞群。“classical"細(xì)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(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)“classical"亞群細(xì)胞基因表達(dá)，則對(duì)藥物反應(yīng)敏感。

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