国自然黑马|“类器官+单细胞测序”让你的标书直接开挂！

1. 类器官的概览

类器官是利用干细胞的自更新和自组织能力在体外构建的三维多细胞培养物，其复现了对应器官或组织的关键结构和功能特征。类器官具有和人体真实器官类似的细胞组成、结构、形态和功能，并能够进行长期、稳定的传代培养。类器官技术被认为是目前最有潜力的可代替动物试验的方案。

2. 类器官的来源

类器官通常来源于成体干细胞（ASCs），多功能干细胞（PSCs），和患者组织来源类器官（PDOs）。

ASCs 是一种存在于已分化组织器官中的未分化干细胞，其具有更新、增殖及分化潜能。ASCs 具有一定的成熟度，相比于PSCs 分化潜能有限，一般仅能分化成特定器官的细胞类型。

PSCs 包含两种类型：诱导多功能干细胞和胚胎干细胞。其具有良好的分化潜能及自我更新能力，通过诱导能够将其分化为各种类型的细胞，因而能够被应用于各种类器官的建立。

PDOs 具有取样灵活，构建成本相对较低，且能够很好地保留患者的组织学、基因及遗传特征，再现患者的异质性等特点，常用于恶性肿瘤的类器官建模。

经过十余年的发展，科学家先后构建了哺乳动物小肠、胃、结肠、肺脏、膀胱、大脑、肝脏、胰腺、肾脏、卵巢、食 管、心 脏等多种正常组织以及肿瘤组织的类器官模型。类器官的组成已经逐步实现了由单一细胞类型向多细胞类型的升级，其结构也逐渐向精细化方向不断跨越，推动所构建类器官的功能性不断提升。

目前类器官技术已适用于多种组织器官并被广泛应用于医学的多个领域，在2013年，《Science》杂志曾将类器官技术列入“十大突破”技术之一。2018年，被《Nature Methods》评为2017年度方法。2021 年，类器官技术被列为中国“十四五”重点研发计划重点专项。

1. 发育模型

类器官的形成过程就是对组织器官真实发育过程的模拟，因此为理解组织器官发生、人类早期发育等生物医学研究中的关键基础问题带来了全新机遇。

2. 疾病模型

类器官在功能和结构上与人体真实器官高度相似，因此，能够用来建立疾病模型，探究疾病的发生与进展机制，开发新的治疗策略。此外，类器官技术联合基因编辑技术还有助于建立 既往无法在体外重现的疾病模型。

3. 药物筛选

类器官既避免了动物实验与人体的差异性，在药物筛选中能够更加准确的预测药物在人体内的有效性和毒性，又缓解了临床试验的伦理问题,同时也能显著缩短临床前试验与临床试验的周期，降低开发成本与风险。类器官对精准医疗及个性化医疗落地发挥巨大推动作用。

总之，类器官在疾病造模、医药研究、再生医学、精准医学、基因编辑、器官发育等领域都有着广阔的临床应用前景。

如果说近年来类器官研究是国自然黑马的话，那单细胞测序技术无疑是生命科学研究的科研利器。类器官技术能够在功能和结构上高度还原人体真实器官及疾病状态，而单细胞测序技术能够在单细胞水平解析类器官的细胞组成和基因表达特征，进而探究器官的异质性和疾病的分子机制。所以说类器官+单细胞测序简直就是珠联璧合，相辅相成，相得益彰......

1. 类器官+单细胞测序发文趋势

类器官单细胞测序研究的文章目前已经很多，pubmed检索“organoid and scRNA-seq”，已有565篇类器官单细胞测序研究的文章，主要集中在生长发育，肿瘤，神经科学等研究领域。

2. 类器官+单细胞测序文献案例

类器官+单细胞测序两种常见思路，一种是直接用类器官样本进行单细胞测序，另一种是用临床样本进行单细胞测序，然后用类器官进行实验验证。下面给大家列举几篇类器官+单细胞测序的文献案例。

最后，附上2023年中标的国内科研基金中与类器官和单细胞测序相关的标书题目：