介紹 到 類器官
類器官是三維細胞培養物，其中幹細胞嵌入基質凝膠中。受化學小分子抑制劑/活化劑的影響， 細胞因子， 和培養基添加劑， 這些培養物會發展成類似器官的組織結構。
特性 的 類器官
類器官 有 這 能力 到 自我更新， 維持 這 生理 結構 和 功能 源組織， 被稱為「培養皿中的微器官」。使用自我更新， 幹細胞的分化與自組織能力， 類器官可以冷凍保存，用作 生物庫 和 擴充 無限期地。 與傳統的二維細胞培養相比，類器官表現出高度的複雜性並且更接近體內狀態。
![Figure 1. Organoid culture of human colon adenocarcinoma cells [1]](https://cdn.shopify.com/s/files/1/0803/9419/1166/files/1_5935b867-79e5-4a23-859d-b65fcd8e4c44_1024x1024.png?v=1740728801)
數位 1. 類器官 文化 的 人類 冒號 腺癌 細胞 [1]
應用 的 類器官
類器官能夠更好地模擬體內環境， 彌合動物模型和細胞研究之間的差距。它們是腫瘤研究的有力工具， 藥物篩選， 再生醫學， 和其他領域， 應用範圍從功能組織誘導到臨床轉化研究，並已廣泛應用於功能組織誘導等各個方面的研究， 疾病模型， 藥物篩選， 抗發炎測試， 臨床終末研究和其他研究， 並已用於基礎研究與轉化應用。在基礎研究和轉化應用方面有著巨大的應用前景。
隨著 類器官培養系統和實驗技術，類器官培養已用於多種組織和器官，包括腸道（小腸/結腸）， 胃， 肝, 心， 肺， 前列腺， 胰臟， 腎臟， 乳腺， 腦， 視網膜， 和內耳。
腫瘤幹細胞衍生的類器官也開始顯示出幫助理解腫瘤發展機制的巨大潛力， 藥物敏感性篩檢， 並促進精準醫療和個人化診斷。來自Cell和Science的多篇論文顯示，腫瘤類器官在預測抗癌藥物的有效性方面具有很高的敏感性和特異性。最近， 腫瘤類器官已被證明有助於預測患者對抗癌藥物的反應，並有助於制定個人化的藥物治療方案。
1.發展機制研究： 類器官所具有的分化能力可用於研究胚胎發育過程及其機制。
類器官調節 Wnt 和 BMP 等訊號路徑誘導的過程， 可用於研究大腦等器官的發育， 胰臟和胃。[2][3][4]
2.疾病損害建模： 類器官誘導的特定組織或器官，可用於特定疾病模型的研究。
趙兵、林新華團隊應用類人器官感染模型，研究新冠病毒感染及肝臟損傷的分子機制， 為新冠病毒發病機制的研究及後續藥物研發提供了重要工具。[5]
北京大學生物學院鄧宏奎研究小組利用小分子和細胞激素刺激，在體外建構了一種新型的具有損傷再生特性的小腸類器官－Hyper類器官。這種類器官具有能夠在長期遷移中擴增和維持基因組的特性， 促進結腸組織損傷修復， 並減輕急性結腸炎動物模型的病理症狀。[6]
3.再生醫學： 幹細胞衍生的類器官， 能夠修復或替換受損或患病的組織，以恢復正常組織功能， 在細胞治療上有廣泛的應用， 包括其他神經退化性疾病， 糖尿病， 心血管疾病， 視網膜病變和脊髓損傷。
作為再生醫學領域的一種新型治療方式 - DA01 利用小分子 SB-431542（Cat#53004ES）， LDN193189（貨號：53012ES）， CHIR-99021
（編號#53003ES）， 和 Y-27632（目錄編號 53006ES， 編號#52604ES)， 和 Sonic Hedgehog (Shh) 蛋白（Cat#92566ES， 編號#92589ES)， 刺激多能幹細胞分化為多巴胺能神經元，並移植到晚期帕金森氏症患者大腦的受傷部位， 為該疾病的治療提供新的方向和思路。[7]
4.藥物毒性及療效測試： 利用類器官驗證新藥在特定器官或組織中的藥物動力學毒性， 為新藥研發提供數據支援。
利用Hyman腎類器官驗證了順鉑（cisplatin）的腎毒性。[8]
5.藥物篩選： 幹細胞衍生的類器官可用於體外測試藥物反應， 為藥物篩選提供理論支持
結腸器官可用於研究 CFTR 突變患者的給藥方案， 和腫瘤器官可用於評估患者的個別化用藥。[9]
類器官的演化
類器官的來源
正常類器官主要來自幹細胞， 包括多能幹細胞 (PSC) 和成體幹細胞 (ASC)， 其中多能幹細胞包括胚胎幹細胞（ESC）， 誘導性多能幹細胞（誘導性多能幹細胞 (iPSCs)。與多能幹細胞相比， 成體幹細胞具有容易和快速建模的優勢， 但缺點是建構的類器官結構相對簡單。多能幹細胞建構的類器官結構更加複雜。
類器官培養
| 哦有機體d 類型 | 必需的 年代購物中心 米分子 | 必需的 格羅特 弗演員 | 媒體 和 添加劑 |
| 小腸 | Y-27632， SB-202190， 一個 83-01， 胃泌素， 菸鹼醯胺 | 表皮生長因子， 諾金， R-Spondin 1， Wnt-3a | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素， N-2 |
| 格阿斯特里克 | Y-27632， SB-202190， 一個 83-01， 胃泌素 我， 菸鹼醯胺 | 纖維母細胞生長因子-10， 表皮生長因子， 諾金， R-Spondin 1， Wnt訊號3a | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素- 鏈黴素 |
| 大號肝臟疾病 | Y-27632， 一個 83-01， 達卡巴嗪， 福斯高林， 胃泌素， 菸鹼醯胺， 前列腺素 E2 | 步兵戰車， 表皮生長因子， FGF-基礎型， 纖維母細胞生長因子-10， 肝細胞生長因子， 諾金， Wnt訊號3a | 氮2， 羥乙基纖維素， 左旋丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 腎 | CHIR-99021、維他命A酸 | 步兵戰車、步兵戰車、步兵戰車-7、FGF-鹼性 、纖維母細胞生長因子-9 | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 大號翁格斯 | CHIR-99021、SB-431542 | 激活素A、FGF-鹼性、纖維母細胞生長因子-4、諾金 | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 磷胰臟 | 胃泌素、83-01、菸鹼醯胺 | 纖維母細胞生長因子-10、 表皮生長因子、諾金、R-Spondin 1、Wnt-3a | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 磷羅斯泰特 | Y-27632、SB-202190、83-01、菸鹼醯胺、前列腺素 E2、睪固酮 | 表皮生長因子、激活素A、FGF-鹼性、纖維母細胞生長因子-10、諾金、R-Spond 合 1、Wnt-10b | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 米乳房 | Y-27632 | 這裡 gulin β-1、R-Spondin 1、R-Spondin 2、諾金、表皮生長因子、 FGF-鹼性、纖維母細胞生長因子-10、Wnt-3a、催乳素 | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| R埃蒂納 | CHIR-99021、Y-27632 | 噓噓、Wnt-3a | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 我內耳 | SB-431542、83-01 | 步兵戰車、 FGF-鹼性 | 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
| 乙雨 | Y-27632、MK-2206、GDC-0068、背索嗎啡肽 | FGF-鹼性、諾金、DKK-1、 表皮生長因子、腦源性神經營養因子、膠質細胞源性神經營養因子 | B-二十七， 羥乙基纖維素， L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液， 青黴素-鏈黴素 |
年代摘要 的類器官培養常用的小分子： 極佳的 有用， 不要忘記加書籤！
❶ Y-27632（貨號：53006ES， Cat#52604ES)：它是 Rock 的強效抑制劑， 它與 ATP 競爭性抑制 p160ROCK (Ki=140 nM) 和 ROCK-II (IC50=800 nM)， 並抑制 PRK2 (IC50= 600 nM)， 通常在第一次培養時加入種子板中， 但在後續文化中卻並非如此。Y-27632 (10 µM) 可抑制幹細胞凋亡， 以Y-27632（10 µM）處理人類胚胎幹細胞1小時，以提高克隆效率並延長細胞後代。
建議工作濃度為 10 μM
❷ SB-202190（Cat#53005ES）：一種針對 p38α/β 的強效 p38 MAPK 激酶抑制劑。 SB202190誘導人類胚胎幹細胞向心肌細胞分化， 促進神經幹細胞的自我更新， 並可用於胃腸道和乳腺類器官培養。
建議溶解濃度：10 mg 加入 3.018 mL DMSO 溶液溶解至 10 mM，分批儲存於 -20°C 下。
建議工作濃度為 10 μM
❸ CHIR-99021（Cat# 53003ES）：一種氨基嘧啶衍生物，可作為 GSK-3（GSK3α/β）的抑制劑， 誘導人類胚胎幹細胞向內胚層分化， 並用於腎臟和視網膜類器官培養。 CHIR-99021， 與其他試劑結合， 刺激體細胞重新編程為幹細胞。
建議溶解濃度：將5mg加入3.58mL DMSO溶液溶解至3mM，分批儲存於-20°C。
r建議工作濃度：3 μM
❹ A 83-01（Cat#53002ES）：是一種 Activin/NODAL/TGF-β 路徑抑制劑，可抑制 ALK5/4/7 激酶活性，通常用於肝臟， 攝護腺， 以及乳腺類器官培養物， 並常用於抑制iPSC的分化及維持細胞在體外的自我更新。建議溶解濃度：5mg加入5.93mL DMSO溶液中溶解至2mM， -20℃分藏。 （特別注意：本品在溶液狀態下不穩定， 建議現在就使用。
r建議工作濃度：2 μM
❺ 胃泌素 I (Cat#53007ES)：胃泌素是一種內源性胃腸肽激素，可刺激胃黏膜細胞分泌胃酸。胃泌素與膽囊收縮素 B 受體 (CCKBR) 結合， 增加細胞內的 Ca2+， 促進磷脂酰肌醇的產生， 和蛋白激酶C活化。胃泌素也參與胃上皮細胞的增生和分化，並用於類胃腸器官的研究。需要添加胃泌素來延長培養中的腸道和肝臟類器官的存活時間。
建議溶解濃度：1mg分批加入2.38mL 1%氨水溶化至0.2mM，-20℃保存。
r建議工作濃度：10 nM
❻ 菸鹼醯胺菸鹼醯胺 (Cat# 51402ES)：參與多種酵素氧化還原反應的 B3 維生素，用於胃腸道， 肝， 以及乳腺類器官培養物。
菸鹼醯胺與細胞激素和其他生物化學物質一起使用，發揮抗發炎特性，並促進 MSCs 分化為胰島素分泌細胞， 抑制 sirtuins 的活性， 並促進類器官的形成並延長類器官的壽命。
建議將溶解濃度：100 mg 加入 8.19 mL H2O（或 DMSO）溶解至 100 mM，分批儲存於 -20°C 下。
r建議工作濃度：10 mM
❼ 福斯高林單端孢黴烯 (Cat#51001ES)：活化腺苷酸環化酶，常用於增加細胞內 cAMP 水平。， 與其他小分子結合， 可以誘導成纖維細胞重編程為 iPSC。重新編程為 iPSC。在類肝臟器官培養期間必須添加。建議工作濃度：1-10 μM
❽ 前列腺素 E2（Cat#60810ES）：前列腺素 E2 (PGE2) 調節許多生理系統， 與特定受體結合後介導細胞增生和分化， 需要添加到肝臟和前列腺等器官培養物中， 並與平滑肌保護有關， 發炎， 生育能力， 睡眠週期調節和胃黏膜完整性。
建議溶解濃度：將1mg分次加入0.28mL DMSO溶液中溶解至10mM，並儲存於-20°C。
建議工作濃度：500 nM
❾ N-乙醯-L-半胱氨酸（Cat#50303ES）：N-乙醯-L-半胱氨酸 (NAC) 是抗氧化劑穀胱甘肽的前體， 具有抗氧化作用， 以及抑制神經元細胞凋亡的 ROS 抑制劑， 並且在大多數類器官培養中都需要添加。
建議溶解濃度：分次將2g加入24.51mL H2O（或DMSO）溶解至500mM，並儲存於-20°C下。
建議工作濃度：1 mM
產品 推薦n
小分子化合物（抑制劑/活化劑）
| 產品名稱 | 目錄編號 | 年代規格 |
| 維他命A酸 酸 （視黃酸 維他命A酸 酸） | 100 毫克/500 毫克/公升 克 | |
| 一個 83-01 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| CHIR-99021 | 2 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| SB-431542 | 5 毫克/10 毫克/50 毫克 | |
| SB-202190 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| Y-27632 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| 胃泌素 我 （人類） | 1 毫克/5 毫克 | |
| MK-2206 鹽酸 | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 | |
| GDC-0068 （伊帕他賽特； RG7440； GDC0068） | 53009ES | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 |
| （背索嗎啡 2鹽酸） | 53010ES | 1 毫克/5 毫克/10 毫克 |
| Y-27632 二鹽酸鹽 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| 菸鹼醯胺 | 1 克/5 克 | |
| 達卡巴嗪 （GSI-IX）， LY-（374973） | 5 毫克/25 毫克 | |
| 福斯高林 頭髮 喉 | 10 毫克/50 毫克/100 毫克/公升 克 | |
| 前列腺素 (PG) E2 前列腺素 E2 | 60810ES | 1 毫克 |
| 睪固酮 | 60803ES | 1 克/5 克 |
| 乙醯輔酶 A （N-乙醯-L-半胱胺酸 | 50303ES | 2 克 |
| 雷普索克斯 | 5 毫克/10 毫克/25 毫克 | |
| LDN193189 （DM-3189） | 53012ES | 5 毫克/10 毫克 |
媒體和 補充品
| 目錄編號 | 年代規格 | |
| 羥乙基纖維素 自由的 酸 細胞 文化 年級 | 60110ES | 100 克/500 克 |
| L-丙氨酰-L-谷氨酰胺 解決方案， 200 毫米 L-丙氨酰-大號-麩醯胺酸，200 毫米 | 60701ES | 20 毫升/100 毫升/500 毫升 |
| 青黴素-鏈黴素 （100×）， 合適的 為了 細胞 銅 文化 青黴素-鏈黴素 （雙重的 抗體） 為了 碳 艾爾 文化 |
100 毫升 | |
| B-27 無血清 中等的， 50 十 | 60703ES | 10 毫升 |
| N-2 補充， 血清 自由的， 100X N-2 血清 自由的 添加劑， 100× | 60706ES | 5 毫升 |
細胞因子
| 產品名稱 | 目錄編號 | 年代規格 |
| 重組 人類 活化素 一個 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 10 微克/100 微克/500 微克 | ||
| 重組 人類 丹麥克朗-1 | 20 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 表皮生長因子 | 100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 鹼性纖維細胞生長因子 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 FGF-4 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 FGF-9 | 91305ES | 5 微克/100 微克/500 微克 |
| 重組 人類 FGF-10 | 91306ES | 5 微克/100 微克/500 微克 |
| 重組 人類 膠質細胞源性神經營養因子 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 諾金 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 NRG1-beta1 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 R-斯龐丁 1 | 92274ES | 100 微克/公升 毫克 |
| 重組 人類 噓 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 巴菲特 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 可溶性CD40 配體 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 BMP-4 | 10 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 肝細胞生長因子 | 5 微克/100 微克/500 微克 | |
| 重組 人類 腦源性神經營養因子 | 5 微克/20 微克/100 微克 |
微教室：小分子化合物是分子量小於1000Da（特別是小於500Da），具有生物活性的化合物。與細胞激素和蛋白質不同， 小分子可以透過細胞膜進入細胞並發揮其生物學功能。小分子化合物標靶廣泛，被廣泛應用於許多重要的研究 生命科學領域， 例如莖 細胞， 類器官， 免疫學， 神經生物學， 表觀遺傳學， 凋亡， 離子通道， 腫瘤學和訊號傳導。
參考
[1] Sato T、Stange DE 等人。來自人類結腸、腺瘤、腺癌和巴雷特上皮的上皮類器官的長期擴增。胃腸病學。 2011年11月;141(5):1762-72。 doi:10.1053/j.gastro.2011.07.050。 Epub 2011 年 9 月 2 日。
[2] 蘭開斯特 MA、雷納 M 等人。腦類器官模擬人類大腦發育和小頭畸形。自然。 2013;501(7467):373-379。 doi:10.1038/nature12517。
[3] Greggio C 等人人工三維微環境體外解構胰臟發育。發展。 2013.140(21):4452-4462。 http://dx.doi.org/10.1242/dev.096628。
[4] McCracken KW 等人在多能幹細胞衍生的胃類器官中模擬人類發育和疾病。自然。 2014.516(7531):400-404。 http://dx.doi.org/10.1038/nature13863。
[5] 趙B，倪C，等。使用人類肝導管類器官重現 SARS-CoV-2 感染和膽管細胞損傷。蛋白質細胞。 2020年10月；11(10):771-775。 doi: 10.1007/s13238-020-00718-6。 PMID: 32303993； PMCID：PMC7164704。
[6] 曲梅，熊琳，等。建立模擬損傷相關上皮再生的腸道類器官培養。細胞研究。 2021年3月；31(3)。 259-271。 doi: 10.1038/s41422-020-00453-x。 Epub 2021 年 1 月 8 日。
[7] 33420425； PMCID：PMC8027647。
[8] BlueRock Therapeutics 宣佈在針對晚期帕金森氏症患者的 I 期研究中第一位患者接受了 DA01 治療。 BlueRock Therapeutics 新聞稿：2021 年 6 月 8 日。
[9] Takasato M、Er PX 等人。來自人類 iPS 細胞的腎臟類器官含有多個譜系並模擬人類腎臟發生。自然。 2015.526(7574):564-568。 http://dx.doi.org/10.1038/nature15695。
[10] Spence JR、Mayhew CN 等人。人類多能幹細胞在體外定向分化為腸道組織。自然。 2011.470(7332):105-109。 http://dx.doi.org/10.1038/nature09691。