作为干细胞领域的重大突破之一，类器官技术备受医学科研领域的关注，技术问世至今短短十几年，技术迅速发展，相关论文呈爆炸式增长，甚至被预测为下一个诺奖。

类器官是利用干细胞进行体外三维培养而形成的细胞簇，包含其代表器官的一些关键特性。尽管类器官并不是真正意义上的人体器官，但能在结构和功能上模拟真实器官，能够最大程度地模拟体内组织结构及功能并能够长期稳定传代培养。

干细胞具有多向分化及自我更新潜能，在特定的环境下，可以被定向诱导为人体多种细胞，包括心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等等，是培育类器官(Organoids)的理想来源。

胎儿脑组织育出3D“迷你”类器官

科学家对人脑发育的探索从未停止。近日由类器官领域先驱Hans Clevers及马克西马公主儿科肿瘤学中心、Hubrecht研究所共同组成的科研团队，首次利用人类胎儿大脑组织成功衍生出在体外自组织生成的大脑类器官(FeBO)。相关研究成果在顶级学术刊物《Cell》(影响因子 IF =64.5)发表，该试验实现了类器官技术在大脑研究领域的“里程碑”式重大发展，为深入研究大脑发育，探索大脑发育障碍、脑肿瘤等大脑发育相关疾病开辟了新路径。

此前，大脑类器官都是在实验室中培养出来的。现在，科学家直接从人类胎儿脑组织开发出了大脑类器官。新研究发现，使用小块胎儿脑组织而非单个细胞，对生成“迷你”大脑至关重要。这些小块的胎儿脑组织可自组织成有机体。

由人类胎儿脑组织制成的类器官可以模仿发育中的大脑结构

类器官的起源及发展

早在20世纪80年代，“organoid(类器官)”一词就已经被提出。

2009年，荷兰Hubrecht研究所Hans Clevers团队成功将Lgr5+肠道干细胞在体外培养成小肠类器官(small-intestinal organoids)，具有小肠的隐窝和绒毛结构。

2013年，来自日本、德国、美国的科研人员分别构建出肝芽、迷你肾和微型大脑，使该领域获得国际的广泛关注。同年，类器官被Science评为年度十大技术。

2018年初，类器官被Nature Method评为2017年度最佳技术，并给出评价：利用干细胞直接诱导生成三维组织模型，为人类生物学研究提供了强大的方法。

2019年，全球三大顶级神刊CNS(CELL《细胞》、Nature《自然》、Science《科学》)不约而同地推出了关于类器官技术的特刊。

目前，干细胞已成功构建多种具有部分关键生理结构和功能的脏器类器官，其中包括视网膜、小肠、胃、大脑、肝脏、胰腺、肾脏、心脏等，不仅有正常器官组织类器官，还有相应肿瘤组织类器官。

不同种类类器官形貌图

 (a)小肠类器官形貌图.(b) 结肠类器官形貌图.(c)食管类器官形貌图.(d)胃类器官形貌图.(e) 肝脏类器官形貌图.(f)胰腺类器官形貌图.(g)肺类器官形貌图.(h)乳腺类器官形貌图.(i)肾类器官形貌图.(j)脑类器官形貌图

全球首例类器官移植成功实施

早在2022年7月，日本东京医科齿科大学研究团队宣布实施了干细胞衍生类器官移植人体的临床研究，他们对一例难治性溃疡性大肠炎患者移植了使用患者自身健康的肠道黏膜干细胞培养的类器官。

这种再生医疗的尝试属于世界首创，同时这项干细胞衍生类器官移植试验的安全性将在未来一年内得到验证。

研究团队用内窥镜采集患者正常的大肠黏膜(包含干细胞等众多细胞)，然后培养约1个月，构建了直径0.1～0.2毫米的“类器官”。

共同社/东京医科齿科大学团队用大肠黏膜培养制作的细胞块的显微镜照片

随后研究者将“类器官”移植到患者大肠病患处，再覆盖上可在人体内降解的薄膜加以固定，力图用患者自身的组织来修复受损黏膜。整个过程无需进行开腹手术。据悉，“类器官”移植是在7月5日实施的，目前患者状况良好。

研究团队计划在今后一年半中，将为7例现有药物难以起效的患者实施移植手术，并与以往药物一起实施治疗，以进一步确认此项新兴技术的有效性及安全性。如若进展顺利，那么不仅意味着溃疡性大肠炎可能被彻底治愈，还有望推动主要在消化道出现慢性炎症的难治性疾病——“克罗恩病”的治疗。

总结

作为一项正式诞生至今仅十几年的前沿技术，干细胞衍生类器官技术的广泛应用仍处于起步阶段，但已经展出了治疗顽疾的潜力。相信随着干细胞及类器官研究的不断深入和技术的不断成熟，干细胞衍生的类器官将在转化医学和临床个体化治疗上扮演越来越重要的角色。