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类器官是指在结构和功能上都类似来源器官或组织的模拟物,通过取特定器官的干细胞(iPS/ES),或者利用人的多能干细胞定向诱导分化,能获得微型的器官样的三维培养物,在体外模拟人体器官发育过程。
类器官,具有某一器官多种功能性细胞和组织形态结构的三维(3D)培养物,主要来源于人具有多项分化潜能的多能干细胞(包括人胚胎干细胞和人诱导多能干细胞iPSCs)或成体干细胞。人多能干细胞能分化为个体所有类型的细胞,在体外,经过诱导分化,模拟人体器官发育过程,能使人多能干细胞直接分化形成各种类器官;不同组织器官都存在内源组织干细胞,在维持各器官的功能形态发挥着重要作用。这些干细胞在体外一定的诱导条件下,可以自组织形成一个直径仅为几毫米的具有组织结构和多种功能细胞的三维培养物。器官芯片是获取两个或两个以上不同的类器官,并且放置在特定的培养芯片上进行共培养,能模拟人体的多个器官参与的生理学过程。
与传统2D细胞培养模式相比,3D培养的类器官包含多种细胞类型,能够形成具有功能的“微器官”,能更好地用于模拟器官组织的发生过程及生理病理状态,因而在基础研究以及临床诊疗方面具有广阔的应用前景。
基于这一定义,可以发现类器官具备这样几个特征:
* 必须包含一种以上与来源器官相同的细胞类型;
* 应该表现出来源器官所特有的一些功能;
* 细胞的组织方式应当与来源器官相似。