干細(xì)胞研究中最令人興奮的進(jìn)步之一是器官系統(tǒng)的發(fā)展，這是類似器官的三維結(jié)構(gòu)，模仿其體內(nèi)相應(yīng)的器官。在Elsevier出版的這篇關(guān)于消化和肝病的重要綜述中，科學(xué)家們重點(diǎn)介紹了胃腸病學(xué)和肝病學(xué)中類器官或“菜中器官”的一些既定和令人興奮的新用途，展望了這個令人興奮的領(lǐng)域的未來。

干細(xì)胞生物學(xué)的最新進(jìn)展使得能夠長期培養(yǎng)源自組織駐留或多能干細(xì)胞的器官型腸或肝組織。這些稱為類器官的3D結(jié)構(gòu)代表了相對于傳統(tǒng)體外細(xì)胞培養(yǎng)模型的結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜性的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，所述傳統(tǒng)體外細(xì)胞培養(yǎng)模型通常是非生理學(xué)和轉(zhuǎn)化的。類器官可以概括相應(yīng)組織的體內(nèi)結(jié)構(gòu)，功能和遺傳特征。因此，越來越關(guān)注使用這種培養(yǎng)細(xì)胞作為組織工程，再生醫(yī)學(xué)和個性化醫(yī)療的來源。

有機(jī)體技術(shù)可用于揭示基本生物學(xué)的新見解，如干細(xì)胞生物學(xué)，器官發(fā)生，細(xì)胞分化，細(xì)胞 - 細(xì)胞相互作用和生理功能，但對再生醫(yī)學(xué)的未來也很重要。它們還可用于研究各種人類疾病的病理生理學(xué)，如癌癥，感染(宿主 - 微生物相互作用)，炎癥和遺傳性疾病，如囊性纖維化。“

主要作者M(jìn)arkus F. Neurath博士，德國埃爾蘭根 - 紐倫堡Friedrich-Alexander-Universität大學(xué)醫(yī)院醫(yī)學(xué)系

由于類器官作為模擬上皮細(xì)胞生物學(xué)，上皮細(xì)胞更新，屏障動力學(xué)，免疫上皮通訊和宿主 - 微生物相互作用的新工具，因此選擇了2017年的方法，不僅用于醫(yī)學(xué)方法，還用于基礎(chǔ)科學(xué)。

作者強(qiáng)調(diào)了過去十年中與胃腸病學(xué)和肝病學(xué)相關(guān)的一些最重要的進(jìn)展，這些進(jìn)展有可能改善患者的治療效果：

肝膽管類器官于2007年首次引入，以證明雙能成肝細(xì)胞能夠承擔(dān)膽道譜系。它們基于自發(fā)分化并且導(dǎo)致具有有限功能和成熟的類器官，這為本發(fā)明的肝膽類器官提供了原理驗證。

腸類器官首次描述于2009年，可用于研究多種人類疾病的病理生理學(xué)，包括胃腸炎癥，如炎性腸病(IBD)和乳糜瀉，感染如螺桿菌和沙門氏菌，惡性腫瘤和遺傳性疾病。源自患者的類器官能夠進(jìn)行藥物篩選和個性化治療腸道疾病的方法。

使用上皮類器官的研究增加了對克羅恩病的病理生理學(xué)的理解，克羅恩病是一種仍未完全了解的疾病。2011年，科學(xué)家們證明了caspase-8缺陷的腸類器官對促炎性細(xì)胞死亡(壞死性凋亡)的敏感性增加，另外還有Paneth細(xì)胞穩(wěn)態(tài)改變。研究人員將caspase-8缺陷型器官培養(yǎng)物中獲得的結(jié)果與原發(fā)人體組織的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了顯著的重疊。這些數(shù)據(jù)表明，類器官特別適用于理解潘氏細(xì)胞的生理學(xué)，這是重要的，因為潘氏細(xì)胞功能障礙是克羅恩病中回腸炎癥的標(biāo)志。

從健康的小鼠和人類腸組織中生長類器官的能力為源自患者腫瘤材料的類器官鋪平了道路。這些腫瘤類器官在表型上和遺傳上類似于它們來源的腫瘤上皮，因此代表了潛在地實(shí)現(xiàn)患者特異性抗癌藥物測試的有希望的工具。

真正的肝細(xì)胞的體外生產(chǎn)可以為疾病建模和肝臟疾病的高通量藥物篩選提供獨(dú)特的平臺。最近的研究已經(jīng)導(dǎo)致人和小鼠中胎兒或成人全肝的原代肝細(xì)胞的成功繁殖。得到的肝細(xì)胞類器官表達(dá)標(biāo)志物并在與初級組織相當(dāng)?shù)乃狡鹱饔茫瑸橹T如藥物篩選的翻譯應(yīng)用提供了有希望的平臺。肝膽管類器官已被用于模擬幾種單基因肝病，包括囊性纖維化，多囊肝病，Alagille綜合征，Wilson病和α1-抗胰蛋白酶缺乏癥。

缺乏適合移植的健康組織限制了肝臟疾病的治療。展望未來，類器官代表了功能成熟，易于擴(kuò)展的細(xì)胞的來源，可以解決這個問題。動物模型中的實(shí)驗已經(jīng)為肝膽管活性物質(zhì)移植的可行性和功效提供了第一個原理驗證。

“盡管胃腸道和肝膽管類器官僅在過去十年中得到了發(fā)展，但它們已經(jīng)被證明是藥物篩選，疾病模型和再生醫(yī)學(xué)的寶貴工具，”Neurath教授及其合作者總結(jié)道。“挑戰(zhàn)仍然存在;然而，生物工程，片上器官技術(shù)，單細(xì)胞分析和合成基質(zhì)開發(fā)的最新進(jìn)展為解決當(dāng)前的局限性和在機(jī)械研究和臨床方面進(jìn)一步推進(jìn)該領(lǐng)域提供了巨大的希望。翻譯。

”