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类器官和器官芯片发展图鉴时间：2023-11-17 类器官和器官芯片技术进展不断，从模拟简单的细胞结构到重现器官复杂的生理功能，应用场景不断丰富，包括药物筛选、作用和毒性机制研究、疾病建模、精准医疗，以及生物标志物与新毒性评价终点的筛选及发现等。 一、基本概念 类器官是指由成体或多能干细胞通过三维培养自分化而形成的器官类似物，与人体器官拥有相似的组织学特征，可重现器官的关键功能、结构和生物复杂性。 器官芯片是指可以共培养细胞或微型组织，并为它们提供可控微环境的微流控芯片，从而在体外实现器官或多器官的关键功能。 二、发展脉络 2009年，Hans Clevers课题组成功构建世界上第一个肠道类器官，开创了类器官作为疾病模型的研究时代。2010年哈佛大学Ingber课题组在Science发表肺器官芯片研究工作，器官芯片引起全世界关注。为使大家跟直观地了解类器官和器官芯片研究进展，弗元生物为大家整理了类器官和器官芯片的发展脉络： 2010年 构建首个肺器官芯片[2] 2012年 构建视网膜类器官[4] 2014年 构建前列腺、肺、原肠类器官[5] Science将列器官列入2013年十大科学突破 2015年 构建乳腺、输卵管、海马类器官[5] 2016年 构建角膜类器官[6] 达沃斯世界经济论坛将类器官芯片技术列为“十大新兴技术”之一 2017年 构建食管癌类器官[7] FDA正式宣布对一种肝 芯片开展系列测试 2018年 构建乳腺癌类器官[8] Nature将类器官评为2017年度方法 2019年 构建脑胶质瘤类器官[9] NEJM将类器官评价为优良的人类临床前疾病模型 2020年 《Cell》，首次构建人体心脏类器官[10] 2021年 中国将类器官列入“十四五”重点研发计划[11] CDE将类器官列入基因治疗及针对基因修饰细胞治疗产品的指导原则中[12][13] 弗元生物肝类器官产品首次被引用[14] 2022年 FDA批准全球首个应用类器官芯片临床前药效数据的新药临床试验申请 2023年 荷兰Merus公司利用患者来源的类器官筛选出的双特异性抗体MCLA-158的早期临床试验数据 近几年，从PubMed公开发表文献中搜索“Organoids”，涉及类器官技术的文献数量呈现指数上升：
三、发展前景和挑战 2023年11月9日，国家药品监督管理局药品审评中心举办“新药非临床研究与评价线上宣讲会”，会议中对“类器官和器官芯片用于药品研发与评价的相关考虑”进行宣讲，开启了我国类器官和器官芯片用于药品研发与评价的新序章。 虽然，类器官和器官芯片技术在新药评价中的应用以及与之相关的监管政策尚处于起步阶段，仍面临诸多挑战和局限性。 但是，弗元生物坚信，类器官和器官芯片的未来发展前景是广阔的，它们的应用将远远超越药品的研发与评价。未来，它们将在再生医学、材料生物活性、器官发育、基因功能等生命科学领域发挥不可或缺的作用。 弗元生物将会秉持“推动再生医学发展，为人类健康不懈前行”的使命，继续在再生医学领域深耕，丰富再生医学培养基产品系列，助力我国再生医学发展。 参考文献 ［1］ SATO T，VＲIES Ｒ G，SNIPPEＲT H J，et al． Single Lgr5 stemcells build crypt － villus structures in vitro without a mesenchymalniche ［J］． Nature，2009，459( 7244) : 262 － 265． doi:10.1038/nature07935 ［2］HUH D，MATTHEWS B D，MAMMOTO A，et al． Ｒeconstituting organ － level lung functions on a chip ［J］． Science，2010，328 ( 25) : 1662 － 1668． DOI: 10.1126/science.1188302 ［3］ KALABIS J，WONG G S，VEGA M E，et al． Isolation and characterization of mouse and human esophageal epithelial cells in 3Dorganotypic culture ［J］． Nat Protoc，2012，7( 2) : 235 － 246． doi:10.1038/nprot.2011.437 ［4］NAKANO T，ANDO S，TAKATA N，et al． Self － formation of opticcups and storable stratified neural retina from human ESCs ［J］．Cell Stem Cell，2012，10( 6) : 771 － 785． doi:10.1016/j.stem.2012.05.009 ［5］ COＲＲÕ ，NOVELLASDEMUNT L，LI V S W． A brief history of organoids ［J］． Am J Physiol Cell Physiol，2020，319 ( 1 ) :C151 － C165 Doi: 10.1152/ajpcell.00120.2020 ［6］FOSTEＲ J W，WAHLIN K，ADAMS S M，et al． Cornea organoids from human induced pluripotent stem cells ［J/OL］． Sci Ｒep，2017，7: 41286． 2017 － 01 － 27 ［2023 － 07 － 03］． https: / /pubmed． ncbi． nlm． nih． gov /28128337 /． doi:10.1038/srep41286 ［7］LI X，FＲANCIES H E，SECＲIEＲ M，et al． Organoid cultures recapitulate esophageal adenocarcinoma heterogeneity providing a model for clonality studies and precision therapeutics ［J］． Nat Commun，2018，9( 1) : 2983 DOI: 10.1038/s41467-018-05190-9 ［8］SACHS N，DE LIGT J，KOPPEＲ O，et al． A living biobank of breast cancer organoids captures disease heterogeneity ［J］． Cell， 2018，172( 1 － 2) : 373 － 386． doi:10.1016/j.cell.2017.11.010 ［9］JACOB F，SALINAS Ｒ D，ZHANG D Y，et al． A patient － derived glioblastoma organoid model and biobank recapitulates inter － and intra － tumoral heterogeneity［J］． Cell，2020，180( 1) : 188 －204． doi:10.1016/j.cell.2019.11.036 ［10］Hofbauer P, Jahnel SM, Papai N, Giesshammer M, Deyett A, Schmidt C, Penc M, Tavernini K, Grdseloff N, Meledeth C, Ginistrelli LC, Ctortecka C, Šalic Š, Novatchkova M, Mendjan S. Cardioids reveal self-organizing principles of human cardiogenesis. Cell. ［11］2021 Jun 10;184(12):3299-3317.e22. doi: 10.1016/j.cell.2021.04.034. Epub 2021 May 20. PMID: 34019794. ［11］2021年1月28日，科技部下发的《关于对“十四五”国家重点研发计划6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》 ［12］2021年11月30日，CDE发布《基因治疗产品非临床研究与评价技术指导原则（试行）》 ［13］2021年11月30日，《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）》 ［14］阎贝贝. 尿素循环障碍的临床与遗传学研究及PBMC来源hiPSC和肝类器官的建立[D].山东大学，2021.DOI:10.27272/d.cnki.gshdu.2021.000104. |
