资料整理｜必看！Nature重磅类器官研究合集

7月9日，Nature杂志在线推出干细胞研究的创新合集。在此合集中，Nature杂志重点整理了 2023-2024 年在 Nature Portfolio 和 EMBO Press 期刊上发表的论文。类器官方向的文章值得领域内的科研人员仔细的阅读！内容包含骨髓类器官、脑类器官、乳腺微器官、胎儿上皮衍生类器官、视网膜类器官、肾脏类器官等，共13篇。

 1. 从人诱导多能干细胞中生成复杂的骨髓类器官

该文首次展示了利用人类诱导多能干细胞（iPSCs）生成骨髓类器官（BMOs）的方法。BMOs可以模拟骨髓微环境，具备三维结构、关键细胞类型和分子特征。它们支持中性粒细胞分化、响应炎症，并具有造血干细胞/祖细胞（HSPC）群和淋巴样潜能。BMOs可用于模拟造血发育和疾病，如VPS45缺陷。因此，BMOs是研究骨髓微环境中造血发育和疾病的生理相关体外模型。

来源：准星医学

2. 腹侧中脑-纹状体-皮层类器官组装体模型揭示不同脑区间的神经投射

研究人员介绍了培养腹侧中脑、纹状体和皮质类器官（MISCOs）组装体模型的方法，重现了多巴胺能神经元对纹状体和皮层的关键支配。利用该类器官组装体模型，研究者进一步检查了多巴胺能回路的扰动，并表明慢性可卡因治疗会导致长期的形态学、功能和转录变化，这些变化在戒药后持续存在。因此，该方法为研究人类多巴胺能细胞移植和电路重建以及药物对人类多巴胺能系统的影响开辟了新的途径。

来源：准星医学

3. 体外构建乳腺微器官模拟复杂生理及肿瘤发生

该研究成功构建了小鼠乳腺微器官（mini gland）的体外动态培养体系，能够将乳腺干细胞逐步诱导形成具有次级分支结构的树状管腔，在细胞组成及转录异质性上维持了与正常乳腺相似的特征，并且能够模拟乳腺在青春期、生理期及怀孕哺乳期的生理变化，再现胚胎期到出生后乳腺多能干细胞到单能干细胞的命运转变，同时也能够模拟乳腺上皮细胞获得原癌基因后的成瘤过程。与以往的乳腺类器官培养体系相比，此研究展现的乳腺微器官具有更完善的生理结构，更高的稳定性，更长的培养时间以及展现更复杂的生理、病理过程的潜能，为乳腺干细胞的功能性研究、谱系分化研究、微环境互作研究，以及肿瘤发生的早期病理过程研究提供了有力的工具。

来源：准星医学

4. 单细胞引导下从人类羊水和气管液中产前提取胎儿原代上皮细胞衍生的类器官

这是研究人员首次利用妊娠期间采集的细胞衍生出类器官，通过微创取样从羊水中衍生出不同组织的胎儿上皮类器官，超出了目前从终止妊娠中获得胎儿组织的方式，实现了在小肠、肾小管、肺部类器官的扩展。不仅如此，这些技术手段的进步，有望帮助医生在胎儿出生前监测和治疗先天性疾病，并为子宫内的胎儿开发个性化疗法创造契机。

来源：准星医学

5. 颞形态发生梯度驱动的神经诱导塑造具有增强皮质特性的单一扩张的神经上皮脑类器官

与以往脑类器官的培养方案会形成多个独立的神经上皮结构（花环状结构）不同，研究人员开发了一种仅基于时间梯度的神经上皮脑类器官的诱导方法，可生成单一自组织的连续神经上皮层结构。

来源：准星医学

6.脑类器官显示出动态克隆生长和可调的组织补充能力

作者利用人脑类器官通过基因组DNA条形码实现了全组织谱系追踪，结果显示单个干细胞克隆产生的后代规模差异巨大。通过使用随机建模，作者发现变量谱系大小的产生是因为一部分谱系保留了对称分裂的细胞。而生长受到干扰后，谱系大小可以根据组织需求进行调整，干细胞群体的适应性确保了人类大脑类器官发育的稳健性。

来源：准星医学

7.新技术揭示直接神经发生在人新皮层发育中的贡献

研究人员开发了一种半自动化的活体固定成像方法，用于探究早期胎儿组织和大脑类器官中的基底放射状胶质细胞分裂模式。通过对数百个分裂前体细胞的活体分析，研究表明基底放射状胶质细胞经历了大量的对称扩增分裂，以及频繁的自我消耗的直接神经发生分裂。此外，研究还展示了在自我更新的子细胞中不对称的Notch激活，与基底纤维的遗传无关。研究结果揭示了大脑类器官中命运决策的显著保守性，支持了它们作为早期人类神经发生模型的价值。

来源：准星医学

8.生成ipsc来源的视网膜前体细胞

研究人员实现了从人类诱导多能干细胞衍生的视网膜类器官中生成、扩增及冻存视网膜前体细胞（hiRPCs），这种方法可为细胞疗法或药物发现提供可靠的视网膜祖细胞。

来源：准星医学

9.类器官中基因表达的时空、光遗传学控制

研究人员将光遗传学与空间转录组学相结合，来重编程和研究类器官中的细胞命运和组织模式。

来源：准星医学

10.前脑类器官模拟特发性自闭症揭示早期神经生成过程中兴奋性皮层神经元亚型的失衡

研究人员使用单细胞转录组学技术，对自闭症患者和正常对照组的前脑类器官进行分析，以揭示自闭症早期神经发育中兴奋性皮层神经元亚型失衡的情况。研究者还使用了贝叶斯建模和scCODA等工具进行数据分析和验证。通过对自闭症患者和正常对照组前脑类器官的单细胞转录组学分析，探究自闭症早期神经发育中的细胞类型和转录组变化，以期为自闭症的病因和治疗提供新的线索和思路。

来源：准星医学

11.自闭症谱系障碍相关基因SYNGAP1在皮质神经发生中的非突触功能

该研究利用人皮层类器官探究SYNGAP1基因在皮层神经发生中的作用，特别是在非突触机制方面，以填补对神经发育障碍相关基因在不同人类细胞类型和发育阶段的研究需求。

来源：准星医学

12.利用ipsc来源的肾脏类器官构建阿尔波特综合征疾病模型

研究人员通过使用来自阿尔波特综合征患者的iPSCs，成功建立了肾脏类器官模型。这些模型能够展现轻度和重度阿尔波特综合征患者的胶原蛋白组成的差异，并且通过化学分子伴侣4-苯基丁酸（4-PBA）的处理，有可能纠正轻度阿尔波特综合征表型的肾脏类器官中的基底膜异常，这项研究为阿尔波特综合征的药物发现提供了一个有力的工具，并有助于实现个体化治疗。

来源：准星医学

13.利用类器官模型探索阿尔茨海默病相关的早期视网膜表型

研究人员从家族性AD患者的多能干细胞培养视网膜类器官，并鉴定出AD标志性表征，包括Aβ42与Aβ40比例升高以及过度磷酸化Tau蛋白表达增加。

来源：准星医学

来源：Chexmed

ChexMed基于类器官技术平台、组织外植体平台以及类器官与免疫细胞共培养三大药敏检测平台，可以为各类上皮来源的罕见恶性肿瘤患者提供高效、精准的体外药敏检测服务，实现精准用药，避免无效用药可能带来的用药风险（毒副反应、肿瘤进展等），降低用药成本。