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2020.07.16

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什么是类器官模型?

2017年,类器官模型被《Nature Methods》评为生命科学领域年度技术。


它是一种3D(三维)细胞培养系统,与体内的来源组织或器官高度相似。这些3D系统可复制出已分化组织的复杂空间形态,并能够表现出细胞与细胞、细胞与基质之间的相互作用。理想状态下,类器官与体内分化组织具有相似的生理反应。


相较于传统的2D(二维)细胞培养模型,类器官在物理、分子和生理学等特性上,通常比来源组织的相似性更高。因而在临床研究前抗癌药物的筛查等验证过程中,能够比细胞系更接近人类肿瘤的真实情况。


相较于动物模型,动物水平的测试可以宏观解答一些生物学的问题,但更加复杂,也无法聚焦到细胞与细胞之间的相互作用。而类器官能更好地模拟体内环境,无疑在动物和细胞水平之间,为肿瘤研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个更好方案。


类器官与新冠病毒不得不说的故事

虽然类器官的应用,目前还主要集中在肿瘤治疗领域。但19年末,由新型冠状病毒引发呼吸道类疾病的爆发,大大加速了肺泡类器官等在此类疾病的研究进程。


新冠病毒的全貌尚不可知,其感染和致病的机制也没有十分清晰。关于病毒的入侵、感染致病、复制传播、对人体生理病理的影响等各方面的研究都需要用到一些体外模型的测试。


在动物模型风险大、难度大、需要的环境要求高(P4实验室)的前提下,能成功建立相应的类器官模型,并在该模型上进行测试,对该病毒的研究具有十分重大的意义。


复旦大学通过构建人类肝脏类器官,证实了肝脏器官中存在大量ACE2受体,对SARS-CoV-2病毒有很强的易感性,同时存在病毒大量复制。也进一步说明,病毒会攻击肝脏造成肝部损伤。


本月,港大团队构建出全球首个蝙蝠肠道类器官,并证实了蝙蝠肠道类器官对SARS-CoV-2完全易感,并能维持强大的病毒复制能力。


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